倍壓整流電路結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)解析

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(lái)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(chēng)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(jiàn)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(chēng)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(guò)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(duì)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(guò)2U。缺點(diǎn)是電路復(fù)雜。

下面以電路1為例簡(jiǎn)單說(shuō)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(guò)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:

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