倍压整流电路原理及应用电路图
正弦交流电的关键特点是大小、方向做周期性变化,它有一个正的最大值+Em和负的最小值-Em;
二极管具有单向导电性;
电容具有储存电荷之功能,储存时叫充电,释放电能时叫放电,这个过程的时间长度与充电时间常数RC有关。
好了,有了上面的基础就可以进一步了解倍压整流的含义了。如下图所示,T为变压器,次级输出交流电u=Emsinωt,幅值为Em。
一、一倍压、二倍压整流原理:当交流电次级为第一个周期的正半周时,如图一,次级绕组下正上负,二极管VD1导通,对C1充电,C1两端的充电电压为左负右正,充电电流方向如箭头所示。C1充电电压的最大值为Em,这就是一倍压整流。当次级绕组交流电为第一个周期的负半周时,如图二,次级绕组上正下负,与电容C1极性一致,相当于两个电源(绕组上与电容)串联,最大电压为2Em,此时二极管VD2导通,VD1截止,串联电源对电容C2进行充电,C2两端充电电压最大值为2Em。这就是二倍压整流,在C2上得到了比原来电压大一倍的电压。
图一 第一个周期的正半周
图二 第一个周期的负半周
二、三倍压、四倍压整流原理,在第二个周期的正半周,如图三,次级绕组下正上负,与电容C1、C2相串联,绕组电压与电容C2极性一致,与C1极性相反,故串联电压为Em+2Em-Em=2Em,对电容C3充电,充电电压为2Em。这时C1、C3上的电压相当于串联,两端的总电压为Em+2Em=3Em,这就是三倍压整流。在第二个周期的负半周,如图四,次级绕组上正下负,与电容C1、C2、C3相串联,与上面类似,串联电压为Em+3Em-2Em=2Em,对电容C4充电,充电后最大电压为2Em,同上,C2、C4两端的电压为4Em,这就是4倍压整流;
图三 第二个周期的正半周
图四 第二个周期的负半周
三、奇数倍压,偶数倍压整流原理,由以上一倍压、二倍压、三倍压、四倍压原理分析可知,上臂的C3、C5、C7..奇数电容上的电压均是2Em,与电容C1上的电压单个或多个电容相加后,将是奇数倍次级电压最大值,如3Em、5Em;而下面的电容C2、C4、C6上的电压均是2Em,单个或多个电容串联后的电压分别为2Em、4Em、6Em....,均是偶数倍电压最大值。这样就得到了不同的电压。这就是倍压整流的原理。
需要指出的是以上分析的过程中只提到了其充电到最大值,我们知道交流电是正弦变化的,达到最大值后要下降,这里面次级电压下降的时候,被二极管反向隔离,电容不能跟随下降,但可以往下一级放电,经过几个周期,电压完全可以达到上述值,这个时间是非常快的,我们是为了分析的简便,否则过于复杂将会无从下手,并且实际结果就是这种情况。
从上面的分析得出这种电路的特点,其一,次级绕组一端必须和电容串联;其二,一臂的电容是串联关系,如C1、C3、C5等;第三,二极管是串联关系,如图n个三角形来回并着,这样就保证了充电、放电一次顺序进行;第四,输出电压取至上臂或下臂的某几个电容两端。第五,二极管最大反向电压2Em,电容最大电压也是2Em,可以依次选择元件。第六,这种电路适用于负载较小,因其内阻较大,如果负载较小,电压下降很快。
电路应用例子。均是为了提高电压。
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