倍壓整流電路是什么？倍壓整流電路的工作原理，倍壓整流電路的優(yōu)缺點(diǎn)

　　什么是倍壓整流電路？

　　在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，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。

　　倍壓整流電路工作原理：

　　倍壓整流電路：利用濾波電容的存儲(chǔ)作用，由多個(gè)電容和二極管可以獲得幾倍于變壓器副邊電壓的輸出電壓，稱為倍壓整流電路。電路如圖下所示。

　　★當(dāng)u2正半周時(shí)節(jié)，電壓極性如圖所示，D1導(dǎo)通，D2截止；C1充電，電流方向和C1上電壓極性如圖所示，C1電壓最大值可達(dá) 。

　　★當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)節(jié)，電壓極性如圖所示， D2導(dǎo)通，D1截止；C2充電，電流方向和C2上電壓極性如圖所示，C2電壓最大值可達(dá) 。

　　可見，對電荷的存儲(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。

　　如上圖所示為多倍壓整流電路，在空載情況下，根據(jù)上述分析方法可得，C1上的電壓為 ，C2～C6上的電壓為 。因此，以C1兩端作為輸出端，輸出電壓的值為 ；以C2兩端作為輸出端，輸出電壓的值為 ；以C1和C3上電壓相加作為輸出，輸出電壓的值為 ……，依此類推，從不同位置輸出，可獲得 的4、5、6倍的輸出電壓。

　　倍壓整流電路的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

　　倍壓整流電路的實(shí)質(zhì)是電荷泵。最初由于核技術(shù)發(fā)展需要更高的電壓來模擬人工核反應(yīng)，于是在1932年由COCCROFT和WALTON提出了高壓倍壓電路，通常稱為C-W倍壓整流電路。

　　倍壓整流電路有多種結(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點(diǎn)。常見電路如下：

　　這三個(gè)電路都是6倍壓整流電路，各有特點(diǎn)。我們通常稱每2倍為一階，用N表示，上述電路都是3階，即N=3。如果希望輸出電壓極性不同，只要將所有的二極管反向就可以了。

　　電路1的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)電容上的電壓不會(huì)超過變壓器次級(jí)峰值電壓U的兩倍，即2U，所以可以選用耐壓較低的電容。缺點(diǎn)是電容是串聯(lián)放電，紋波大。

　　電路2的優(yōu)點(diǎn)是紋波小，缺點(diǎn)是對電容的耐壓要求高，隨著N的增大，電容的電壓應(yīng)力隨之增加。圖中最后一個(gè)電容的電壓達(dá)到了6U。

　　電路3是電路1的改進(jìn)，優(yōu)點(diǎn)是紋波比電路1小很多，電容電壓應(yīng)力不超過2U。缺點(diǎn)是電路復(fù)雜。

　　下面以電路1為例簡單說明工作原理：

　　當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為上正下負(fù)時(shí)，電流流向如圖所示。變壓器向上臂三個(gè)電容充電儲(chǔ)能。

　　當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為上負(fù)下正時(shí)，電流流向如圖所示。上臂電容通過變壓器次級(jí)向下臂充電。

　　如果不帶負(fù)載，穩(wěn)態(tài)時(shí)，除了最左邊的那個(gè)電容，其他每個(gè)電容上的電壓為2U，所以總的輸出電壓為6U。事實(shí)上，由于高階倍壓整流電路帶載能力很差，輸出很小的功率就會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的大幅度跌落。假設(shè)輸出電流為I，每個(gè)電容的容量相同，為C，交流電源頻率為f，則電壓跌落為：

　　輸出電壓紋波為：