倍壓電路原理詳解

2021-03-03 20:27:28 字數 2139 閱讀 7906

說明:要理解倍壓電路,首先要將充電後的電容看作乙個電源.可以和供電電源串聯,就像普通的電池串聯的原理一樣.

一、直流半波整流電壓電路

1)負半周時,即a為負、b為正時,d1導通、d2截止,電源經d1向電容器c1充電,在理想情況下,此半周內,d1可看成短路,同時電容器c1充電到vm,其電流路徑及電容器c1的極性如上圖(a)所示。

(2)正半周時,即a為正、b為負時,d1截止、d2導通,此時供電電源和c1串聯後電壓為2vm,於是向c2充電,使c2充電至最高值2vm,其電流路徑及電容器c2的極性如上圖(b)所示.

圖1 直流半波整流電壓電路

(a)負半周(b)正半周

需要注意的是:

(1)其實c2的電壓並無法在乙個半週內即充至2vm,它必須在幾周後才可漸漸趨近於2vm,為了方便說明,底下電路說明亦做如此假設。

(2))如果半波倍壓器被用於沒有變壓器的電源**器時,我們必須將c1串聯一電流限制電阻,以保護二極體不受電源剛開始充電湧流的損害。

(3)如果有乙個負載併聯在倍壓器的輸出的話,如一般所預期地,在(輸入處)負的半周內電容器c2上的電壓會降低,然後在正的半周內再被充電到2vm如下圖所示。

所以電容器c2上的電壓波形是由電容濾波器過濾後的半波訊號,故此倍壓電

路稱為半波電壓電路。

(4)正半周時,二極體d1所承受之最大的逆向電壓為2vm,負半波時,二極體d2所承受最大逆向電壓值亦為2vm,所以電路中應選擇piv >2vm的二極體。

圖3 輸出電壓波形

二、全波倍壓電路

圖4 全波整流電壓電路

(a)正半周b)負半周

圖5 全波電壓的工作原理

1.正半周時,d1導通,d2截止,電容器c1充電到vm,其電流路徑及電容c1的極性如上圖(a)所示。

2.負半周時,d1截止,d2導通,電容器c2充電到vm,其電流路徑及電容c2的極性如上圖(b)所示。

3.由於c1與c2串聯,故輸出直流電壓,v0=vm。如果沒有自電路抽取負載電流的話,電容器c1及c2上的電壓是2vm。

如果自電路抽取負載電流的話,電容器c1及c2上的電壓是與由全波整流電路饋送的乙個電容器上的電壓同樣的。不同之處是,實效電容為c1及c2的串聯電容,這比c1及c2單獨的都要小。這種較低的電容值將會使它的濾波作用不及單電容濾波電路的好。

正半周時,二極體d2所受的最大逆向電壓為2vm,負半周時,二極體d1所承受的最大逆向電壓為2vm,所以電路中應選擇pvi >2vm的二極體。

三、三倍壓整流電路

圖6 三倍壓電路圖

(a)負半周b)正半周

圖7 三倍壓的工作原理

1.負半周時,d1、d3導通,d2截止,電容器c1及c3都充電到vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(a)所示。

2.正半周時,d1、d3截止,d2導通,此時供電電源和c1串聯後電壓為2vm,於是給電容器c2充電到2vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(b)所示。

3.由於c2與c3串聯。故輸出直流電壓vo=3vm。

正半周時,d1及d3所承受的最大逆向電壓為2vm,負半周時,二極體d2所承受的最大逆向電壓為2vm,所以電路中應選擇piv >2vm的二極體。

四、n倍電壓路

下圖中的半波倍壓電路的推廣形式,它能產生輸入峰值的的三倍或四倍的電壓。根據線路接法的髮式可看出,如果在接上額外的二極體與電容器將使輸出電壓變成基本峰值(vm)的

五、六、

七、甚至更多倍。(即n倍)

。 n倍壓電路的工作原理

1.負半周時,d1導通,其他二極體皆截止,電容器c1充電到vm,其電流路徑及電容器的極性如圖(a)所示。

2.正半周時,d2導通,其他二極體皆截止,此時供電電源和c1串聯後電壓為2vm,於是給電容器c2充電到2vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(b)所示。

3.負半周時,d3導通,其他二極體皆截止,此時供電電源和c1和c2串聯後電壓為2vm,(供電電源和c2串聯電壓是3vm同時和c1串聯致使電壓降低到2vm),電容器c3充電到2vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(c)所示。

4.正半周時,d4導通,其他二極體皆截止,此時供電電源和c1和c2和c3串聯後電壓為2vm,(供電電源和c1,c3串聯電壓是4vm再和c2串聯致使電壓降低到2vm),電容器c4充電到2vm,其電流路徑及電容器的極性如上圖(d)所示。

所以從變壓器繞線的頂上量起的話,在輸出處就可以得到vm的奇數倍,如果從變壓器的繞線的底部量起的話,輸出電壓就會是峰值電壓的vm偶數倍。

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