倍压电路原理解析

在变压和整流过程中常见有倍压电路：

一则为通过变压器升压，通过匝数比实现；

二则为如下所示倍压电路，以快恢复二极管和电容组合，以电容为蓄能器件。

1、直流半波整流倍压电路

( 1）负半周时，即A为负、B为正时，D1导通、D2截止，电源经D1向电容器C1充电，在理想情况下，此半周内，D1可看成短路，同时电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器C1的极性如上图（a）所示。
（2）正半周时，即A为正、B为负时，D1截止、D2导通，电源经C1、D1向C2充电，由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm，其电流路径及电容器C2的极性如上图（b）所示.
其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm，它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm，为了方便说明，底下电路说明亦做如此假设。
如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时，我们必须将C1串联一电流限制电阻，以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。
如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话，如一般所预期地，在（输入处）负的半周内电容器C2上的电压会降低，然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。

              图1 直流半波整流电压电路

 

       （a）负半周                                  （b）正半周

 

                    图3 输出电压波形

所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号，故此倍压电
路称为半波电压电路。
正半周时，二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm，负半波时，二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm，所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。

2、全波倍压电路

                        图4 全波整流电压电路

          （a）正半周                                            （b）负半周
                                 图5 全波电压的工作原理

1. 正半周时，D1导通，D2截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容C1的极性如上图（a）所示。
2. 负半周时，D1截止，D2导通，电容器C2充电到Vm，其电流路径及电容C2的极性如上图（b）所示。
3. 由于C1与C2串联，故输出直流电压，V0=Vm。如果没有自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是2Vm。如果自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是与由全波整流电路馈送的一个电容器上的电压同样的。不同之处是，实效电容为C1及C2的串联电容，这比C1及C2单独的都要小。这种较低的电容值将会使它的滤波作用不及单电容滤波电路的好。

正半周时，二极管D2所受的最大逆向电压为2Vm，负半周时，二极管D1所承受的最大逆向电压为2Vm，所以电路中应选择PVI >2Vm的二极管。

 

                             图6  三倍压电路图

          （a）负半周                               （b）正半周
                             图7 三倍压的工作原理

1. 负半周时，D1、D3导通，D2截止，电容器C1及C3都充电到Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（a）所示。
2. 正半周时，D1、D3截止，D2导通，电容器C2充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（b）所示。
3. 由于C2与C3串联。故输出直流电压V0=3m。

正半周时，D1及D3所承受的最大逆向电压为2Vm，负半周时，二极管D2所承受的最大逆向电压为2Vm，所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。
4、N倍电压路
下图中的半波倍压电路的推广形式，它能产生输入峰值的的三倍或四倍的电压。根据线路接法的发式可看出，如果在接上额外的二极管与电容器将使输出电压变成基本峰值（Vm）的五、六、七、甚至更多倍。（即N倍）

。

 

                                                  N倍压电路的工作原理

1. 负半周时，D1导通，其他二极管皆截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器的极性如图（a）所示。
2. 正半周时，D2导通，其他二极管皆截止，电容器C2充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（b）所示。
3. 负半周时，D3导通，其他二极管皆截止，电容器C3充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（c）所示。
4. 正半周时，D4导通，其他二极管皆截止，电容器C4充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（d）所示。

所以从变压器绕线的顶上量起的话，在输出处就可以得到Vm的奇数倍，如果从变压器的绕线的底部量起的话，输出电压就会是峰值电压的Vm偶数倍。