倍压电路原理详解

倍压电路原理详解
说明:要理解倍压电路,首先要将充电后的电容看作一个电源.可以和供电电源串联,就像普通的电池串联的原理一样.
一、直流半波整流电压电路
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，此时供电电源和C1串联后电压为2Vm,于是向C2充电，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.
图1 直流半波整流电压电路
（a）负半周（b）正半周
需要注意的是:
(1)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。

(2))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。

(3)如果有一个负载并联在倍压器的输出的话，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。

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。

(4)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。

图3 输出电压波形
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，此时供电电源和C1串联后电压为2Vm,于是给电容器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Vo=3Vm。

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。

四、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，此时供电电源和C1串联后电压为2Vm,于是给电容器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,此时供电电源和C1和C2串联后电压为2Vm,(供电电源和C2串联电压是3Vm同时和C1串联致使电压降低到2Vm),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，此时供电电源和C1和C2和C3串联后电压为2Vm,(供电电源和C1,C3串联电压是4Vm再和C2串联致使电压降低到2Vm),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。