倍压电路详解-以六倍压为例
电路一点通 2025-05-23

六倍压电路形式如下图两个所示,分别是反向倍压和正向电压

图1    反向倍压

图2   正向倍压

以图1反向倍压为例,详细讲解一下倍压工作过程,为了好理解,假设电容在半个电压放电周期内会充满电,电源电压为方波形式,如图3所示。

图3 电源电压波形

图1中,倍压工作过程:

当在0-t1时,电源给C1充电,D1导通,此时电源与C1和D1形成回路,C1端电压到达Vm。

图4    0-t1阶段

当在t1-t2阶段时,电源电压反向,此时电容C1可以看为一个电压为Vm的电压源,C1与电源组成了2Vm的电压向C2充电,D1截止,D2导通,形成充电回路,C2端电压达到2Vm,过程如图5所示。

图5 t1-t2阶段

当在t2-t3阶段时,电源电压变为正向,电容C2可以看为2Vm的电压源,C2与电源形成串联的3Vm的电压源,而C1相当于-Vm的电压源,最终电源与电容C1和C2形成2Vm的电压向C3充电,D1和D2截止D3导通,C3端电压达到2Vm,过程如图6所示。

图6 t2-t3阶段

当在t3-t4阶段时,电压变为反向,二极管D1、D2、D2截止,D4导通,C1、C3和电源组成4Vm的电压源,C2相当于-2Vm的电压源,C1、C2、C3和电源组成端电压为2Vm的电压源向C4充电,使得C4端电压达到2Vm,过程如图7所示。

图7    t3-t4阶段

当在t4-t5阶段,电压变为正向,此时C1、C2、C3、C4和电源组成一个端电压为2Vm的电压源,向电容C5充电,使得C5端电压为2Vm,过程如图8所示。

图8   t4-t5阶段

当在t5-t6阶段,电压变为负向,此时C1、C2、C3、C4、C5和电源组成一个端电压为2Vm的电压源,向电容C6充电,使得C6端电压为2Vm,过程代如图9所示。

图9 t5-t6阶段

整个充电过程充电完毕。

其实整个阶段并不是这样单一的,第一阶段C6上面的电压就开始阶梯上升,用MATLAB仿真后,仿真图如图10所示。

图10   simulink仿真图搭建

仿真图中,AC电源为50HZ的峰峰值为200V的正弦波,C1----C6为10uf的电容(10X10-5),二极管导通电阻为0.001欧姆,正向导通电压为0.8V,缓冲电容为250X10-9。C1-C6的电容电压仿真图如图11-16所示。

图11  C1电容电压

图12 C2电容电压

图13         C3电容电压

图14   C4电容电压

图15  C5电容电压

图16   C6电容电压

可见C6充电有滞后性,而且充电最后的电压波动较小,波动主要是由于交流电压正负变化影响。倍压后的电压,即C2、C4、C6电压值,总电压如图17所示。

由于误差原因,倍压电压不是6倍,是5倍多一些。至于原因,可以后续再分析,先到这里。


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