倍壓整流

物理術語之一

倍壓整流是利用二極體的整流和導引作用,將電壓分別貯存到各自的電容上,然後把它們按極性相加的原理串接起來,輸出高於輸入電壓的高壓來。

工作原理


圖2是一個2倍壓整流電路。
右圖中、為限流電阻,RL為負載的折算值。首先在第一半周E2經V1對C1充電至E2的峰值E2m,第二半周C1上的電壓和電源電壓相加經V2對C2充電至2E2m。當然開始幾個周期電容上的電壓並不能真正充到這樣高,但經過幾個周期以後,C2上的電壓漸漸能穩定在2E2m左右,這就是2倍壓整流的原理。

二倍壓


電路由變壓器B、兩個整流 二極體D1、D2及兩個電容器C1、C2組成。
二倍壓整流電路
二倍壓整流電路
其工作原理如下: e2正半周(上正下負)時,二極體D1導通,D2截止,電流經過D1對C1充電,將電容C1上的電壓充到接近e2的峰值√2E2 ,並基本保持不變。e2為負半周(上負下正)時,二極體D2導通,D1截止。此時,C1上的電壓與電源電壓e2串聯相加,電機經D2對電容C2充電,充電電壓峰值。如此反覆充電,C2上的電壓就基本上是2√2E2 了。它的值是變壓器電級電壓的二倍,所以叫做二倍壓整流電路。
在實際電路中,負載上的電壓約等於 。整流二極體D1和D2所承受的最高反向電壓均為 。電容器上的直流電壓 , 。可以據此設計電路和選擇元件。

三倍壓


三倍壓整流電路
三倍壓整流電路
在二倍壓整流電路的基礎上,再加一個整流二極體D3和-個濾波電容器C3,就可以組成三倍壓整流電路,三倍壓整流電路的工作原理是:在e2的第一個半周和第二個半周與二倍壓整流電路相同,即C1上的電壓被充電到接近 ,C2上的電壓被充電到接近 。當第三個半周時,D1、D3導通,D2截止,電流除經D1給C1充電外,又經D3給C3充電, C3上的充電電壓Uc3=e2峰值 這樣,在RFZ,上就可以輸出直流電壓,實現三倍壓整流。在實際電路中,負載上的電壓整流二極體D3所承受的最高反向電壓也是 電容器上的直流電壓為。
照這樣辦法,增加多個二極體和相同數量的電容器,既可以組成多倍壓整流電路,見圖三倍壓整流電路。當n為奇數時,輸出電壓從上端取出:當n為偶數時,輸出電壓從下端取出。
必須說明,倍壓整流電路只能在負載較輕(即Rfz較大。輸出電流較小)的情況下工作,否則輸出電壓會降低。倍壓越高的整流電路,這種因負載電流增大影響輸出電壓下降的情況越明顯。
用於倍壓整流電路的二極體,其最高反向電壓應大於。可用高壓硅整流堆,其系列型號為2DL。如2DL2/0.2,表示最高反向電壓為2千伏,整流電流平均值為200毫安。倍壓整流電路使用的電容器容量比較小,不用電解電容器。電容器的耐壓值要大於1.5x ,在使用上才安全可靠。