倍压电路是如何工作的?原理解析-KIA MOS管
倍压电路原理解析
在变压和整流过程中常见有倍压电路:
一则为通过变压器升压,通过匝数比实现;
二则为如下所示倍压电路,以快恢复二极管和电容组合,以电容为蓄能器件。
1、直流半波整流倍压电路
(1)负半周时,即A为负、B为正时,D1导通、D2截止,电源经D1向电容器C1充电,在理想情况下,此半周内,D1可看成短路,同时电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容器C1的极性如上图(a)所示。
(2)正半周时,即A为正、B为负时,D1截止、D2导通,电源经C1、D1向C2充电,由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm,其电流路径及电容器C2的极性如上图(b)所示。
其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm,它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm,为了方便说明,底下电路说明亦做如此假设。
如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时,我们必须将C1串联一电流限制电阻,以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。
如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话,如一般所预期地,在(输入处)负的半周内电容器C2上的电压会降低,然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。
所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号,故此倍压电路称为半波电压电路。
正半周时,二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm,负半波时,二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm,所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。
2、全波倍压电路
1.正半周时,D1导通,D2截止,电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容C1的极性如上图(a)所示。
2.负半周时,D1截止,D2导通,电容器C2充电到Vm,其电流路径及电容C2的极性如上图(b)所示。
3.由于C1与C2串联,故输出直流电压,V0=Vm。如果没有自电路抽取负载电流的话,电容器C1及C2上的电压是2Vm。
如果自电路抽取负载电流的话,电容器C1及C2上的电压是与由全波整流电路馈送的一个电容器上的电压同样的。
不同之处是,实效电容为C1及C2的串联电容,这比C1及C2单独的都要小。这种较低的电容值将会使它的滤波作用不及单电容滤波电路的好。
倍压电路的核心是电容电压不能突变,及利用了电容的储能作用。
下图是二倍压电路图及输入输出电压的波形,绿色的是输入电压,10Vrms,紫色的是输出电压,26.7VDC左右,比常规整流电路的输出电压提高了约一倍。
该电路的工作原理:
电源负半周时,二极管D1导通,D2截止,电流从电源下端流出经过D1, C1回到电源,因此电容C1右正左负,如下图中红色箭头。
电源正半周时,电容C1上的电压叠加电源电压,使二极管D2导通,二极管D1截止,电容C2上正下负,峰值电压可达2倍电源的峰值电压,即实现二倍压,该半周期时电流走向如下图中桔色箭头所示。
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