倍壓整流電路工作原理解析

什么是倍壓整流電路

在電子電路中當(dāng)后級(jí)需要的電壓比前級(jí)高出整數(shù)倍而所需電流又不是很多的時(shí)候，就需要倍壓電路，工作原理是利用反峰電壓較高的二極管和耐壓較高的電容組成。它只能用于低電流高電壓的環(huán)境，不能用于大電流和高電壓的環(huán)境。如上圖就是一個(gè)倍壓整流電路。倍壓整流就是可以把較低的交流電壓，用耐壓較高的整流二極管和電容器，"整"出一個(gè)較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。見上圖，就是一個(gè)4倍壓整流電路。

倍壓整流原理

見上圖，是一個(gè)簡(jiǎn)單的二倍壓整流電路，其工作原理如下:

當(dāng)變壓器副邊V2正半周時(shí)，電壓極性上正下負(fù)，VD1導(dǎo)通，VD2截止，電流通過VD1向C1充電，C1的電壓可達(dá)到V2峰值的根號(hào)2倍，并且保持不變。

當(dāng)V2負(fù)半周時(shí)，變壓器次級(jí)電壓極性上負(fù)下正， VD2導(dǎo)通，VD1截止，此時(shí)C1上的電壓加上電源電壓通過VD2向C2充電，使C2的電壓達(dá)到2倍的根號(hào)V2峰值，并保持不變。此時(shí)它的值是變壓器次級(jí)電壓的2倍，所以叫做二倍壓整流電路。由此可見，利用電容對(duì)電荷的存儲(chǔ)作用，使輸出電壓(即C2上的電壓)為變壓器副邊電壓的兩倍，利用同樣原理可以實(shí)現(xiàn)所需倍數(shù)的輸出電壓。

三倍壓整流電路

利用二倍壓整流電路原理，我們可以增加一個(gè)整流二極管和一個(gè)電容組成三倍壓整流電路，工作原理為：在e2的第一個(gè)半周和第二個(gè)半周與二倍壓整流電路相同，即C1上的電壓被充電到接近√2E2 ，C2上的電壓被充電到接近2√2E2 。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)半周時(shí)，D1、D3導(dǎo)通，D2截止，電流除經(jīng)D1給C1充電外，又經(jīng)D3給C3充電， C3上的充電電壓Uc3=e2峰值+Uc2一Uc1≈2√2E2 這樣就可以輸出直流電壓Usc=Uc1i+Uc3≈3√2E2，實(shí)現(xiàn)三倍壓整流。

按照相同方法，我們可以增加整流二極管和電容的數(shù)量實(shí)現(xiàn)多倍壓整流。如上圖所示，為五倍壓整流電路。其原理都是利用電容對(duì)電荷的存儲(chǔ)作用，使輸出電壓升高。這里需要指出的是，我們?cè)诜治鲞@類電路時(shí)，總是設(shè)電路空載，并且已經(jīng)處理穩(wěn)態(tài)來分析，而實(shí)際當(dāng)電路帶上負(fù)載之后，輸出電壓將不可能保持變壓器輸出峰值的倍數(shù)。

從上面可以看出，倍壓整流電路中的二極管承受的反向電壓很大，所以在選用二極管時(shí)應(yīng)該選擇反向電壓比較高的，并且電容的耐壓值一定要大。倍壓整流電路只適用于高電壓、小電流的場(chǎng)合，例如我們?nèi)粘Ｋ玫碾娤壟木褪抢昧诉@種電路。