倍压整流电路是如何把电压升高的？分析过程你会了吗？

时间：2021-09-06 15:23:42

关键字：电压整流电路倍压整流

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[导读]▼点击下方名片，关注公众号▼在开始今天的内容之前，先给大家看个电路，让大家开动脑筋先思考一下。左滑动浏览答案怎么样，你分析对了吗？上图的电路图其实是一个倍压整流电路，下面就跟大家分享一下这个小电路的知识。倍压整流电路是利用二极管的导向作用，使电容器进行充放电，几个电容器的电压相互...

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在开始今天的内容之前，先给大家看个电路，让大家开动脑筋先思考一下。

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怎么样，你分析对了吗？上图的电路图其实是一个倍压整流电路，下面就跟大家分享一下这个小电路的知识。

倍压整流电路是利用二极管的导向作用，使电容器进行充放电，几个电容器的电压相互叠加起来，就能获得较高的电压输出了，所以，倍压整流电路在电路中常用来升高电压。
我们下面来学习一下它的工作原理，先来看一个二倍压整流电路。
需要注意的是，倍压整流电路输入的是交流电，输出的是直流电，一般是使用升压变压器将电压升高，升压后再输入到倍压整流电路。

相信大家对交流电峰值电压与有效值之间的关系应该是懂的，这里就不详细讲述了。

为方便分析，把变压器输出的电压分成正半周和负半周进行分析，这里把变压器输出电压的峰值电压记为Um，不考虑二极管导通压降的情况下，在交流电正半周到来时，C1充满电后两端电压为Um。如下图所示：

而在负半周时，变压器电压与电容C1电压叠加起来给C2进行充电，C2充满电后两端电压为2Um。如下图所示：
这就实现了两倍电压的输出了，需要注意的是，如果考虑到二极管的管压降，或者在交流电输入频率太低时通过电容会有一定阻抗情况下，电路输出电压会比理想中的电压要小。
如果在上图的二倍压整流电流的基础上再增加二极管和电容器，就可以实现输出电压的增加，比如增加多一个二极管和电容器，就变成了三倍压整流电路。
下面一起来分析一下这个电路的工作过程吧。在第一个交流电正半周到来时，电容C1充满电，两端电压为Um，如下图所示：

在第一个负半周到来时，变压器和电容C1的电压进行相互叠加，使电容C2充满电，两端电压为2Um，如下图所示：
在第二个正半周到来时，变压器电压、电容C2电压、电容C1的电压进行相互叠加（因为电容C1的电压方向是反的，所以最后会抵消掉一个Um），使电容C3充满电，其两端电压为2Um，如下图所示，
现在明白了文章开篇问题的答案为什么是了吧。

这样一来，负载上得到的电压就是电容C1与电容C3叠加起来的电压了，电压为3Um，实现了三倍升压。
如果在后面继续增加二极管和电容器，理论上还能获得更高电压的输出。

▲ 图片来源：B站七彩板

当然了，倍压整流电路除了有以上电路形式，还有其它电路形式，比如在电蚊拍电路里用的是这样的一个倍压整流电路：

我们下面就来分析一下这是个几倍压的整流电路及其工作原理。

首先，在第一个交流电正半周到来时，电容C4进行充电，其两端电压为Um，如下图所示：

在第一个交流电负半周到来时，电容C3进行充电，其两端电压为Um，如下图所示：

在第二个交流电正半周到来时，电源与电容C3相互叠加，对电容C5进行充电，其两端电压为2Um，如下图所示：

在第二个交流电负半周到来时，电源与电容C4相互叠加，对电容C6进行充电，其两端电压为2Um，如下图所示：

这样一来，输出电压UO实际为电容C5与C6的电压相互叠加的结果，所以输出电压为4Um，这是一个四倍压整流电路。如果把上图的电路捋一捋，摆整齐一点，电路图实际是下图这样的：

需要注意的是，倍压整流电路只适用于需要小电流高电压的环境，否则输出电压会降低，倍压越高的电路，这种因负载电流增大而影响输出电压下降的情况越明显。
另外，在器件参数的选择上，要特别注意电容器的耐压值与二极管最高反向工作电压要足够大，否则会有被高电压击穿的风险。

end

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