倍壓整流電路是基于電容的儲能作用，共同形成倍壓整流電路，可以把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容器，整出一個(gè)較高的直流電壓。整流元件的耐壓相對也可較低，所以這類整流電路特別適用于需要高電壓、小電流的場合。

工作原理

倍壓整流是利用二極管的整流和導(dǎo)引作用，將電壓分別貯存到各自的電容上，然后把它們按極性相加的原理串接起來，輸出高于輸入電壓的高壓來。下圖是一個(gè)2倍壓整流電路。

上圖中R1、R2為限流電阻，RL為負(fù)載的折算值。首先在第一半周E2經(jīng)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(jīng)V2對C2充電至2E2m。當(dāng)然開始幾個(gè)周期電容上的電壓并不能真正充到這樣高，但經(jīng)過幾個(gè)周期以后，C2上的電壓漸漸能穩(wěn)定在2E2m左右，這就是2倍壓整流的原理。

直流二倍壓整流電路圖（一）

倍壓整流是利用電容的充放電效應(yīng)工作的整流方式，其基本電路是二倍壓整流電路，多倍壓整流電路是二倍壓電路的推廣。下面分別介紹二倍壓及多倍壓整流電路的原理：

1）二倍壓整流電路其工作原理

當(dāng)Vm處于負(fù)半周時(shí)，電壓極性如下圖（左）所示，D1導(dǎo)通，D2截止;C1充電，電流

方向和C1上電壓極性如下圖（左）所示，C1電壓最大值可達(dá)Vm。

當(dāng)Vm處于正半周時(shí)，電壓極性如下圖（右）所示，D2導(dǎo)通，D1截止;C2充電，電流方向和C2上電壓極性如下圖（右）所示，由于電荷的存儲作用，使輸出電壓（即C2上的電壓）為變壓器副邊電壓的兩倍，C2電壓最大值可達(dá)2Vm。要說明的是：其實(shí)C2的電壓并無法在一個(gè)半周期內(nèi)即充至2Vm，它必須在幾周期后才可漸漸趨近于2Vm。

直流二倍壓整流電路圖（二）

當(dāng)將幾個(gè)由二極管和電容器組成的半波倍壓整流電路作幾級串聯(lián)連接時(shí)，交流電壓經(jīng)二極管D1～Dn在每半個(gè)周期內(nèi)對電容器C1～Cn進(jìn)行串并聯(lián)充放電，用低的交流輸入電壓就可以獲得單級半波倍壓整流電路時(shí)幾倍的直流輸出電壓。

其工作過程是，首先在交流的負(fù)半周時(shí)交流電源經(jīng)D1對C1充電，接著在正半周時(shí)交流電源與C1上的電壓相加經(jīng)D2對電容器C2充電，充得的電壓是電容器C1充電電壓的兩倍。接下來在負(fù)半周時(shí)，除了電源經(jīng)Dl對電容器C1充電之外，交流電源還與C2上的電壓疊加經(jīng)D3對C3、C1充電，C3上的充電電壓是C1上的兩倍。在正半周時(shí)交流電源與C1上的電壓疊加，除了經(jīng)D2對電容器C2充電之外，還與C1、C3上的電壓疊加經(jīng)D4對電容器C4和C2充電，C4上充得的電壓是電容器C1上電壓的兩倍。以此類推，可知輸出的直流電壓與半波倍壓整流電路的級數(shù)有關(guān)。圖中串接有三級半波倍壓整流電路，C2、C4、C6上的充電電壓均為C1上的充電電壓的兩倍，三個(gè)電容串聯(lián)之后充電電壓為C1上充電電壓的6倍。

直流二倍壓整流電路圖（三）

電路工作原理

IC接成自激多諧振蕩電路，其振蕩頻率由C1和W4控制。IC③腳輸出的振蕩信號控制BG1和BG2輪流導(dǎo)通，這樣A點(diǎn)的電位相對于B點(diǎn)而言，就成了高低相間的交流電。當(dāng)lC③腳輸出低電平時(shí)，BG2導(dǎo)通，BG1截止，這樣A點(diǎn)為低電平，B點(diǎn)為高電平，電流就通過B→LED2→LED5→LED4→A流動。此時(shí)，LED2、LED5、LED4均發(fā)光。當(dāng)IC③腳輸出高電位時(shí)，BG1導(dǎo)通，BG2截止，A點(diǎn)為高電位，B點(diǎn)為低電位。此時(shí)電流經(jīng)A→LEDI→LED5→LED3→B流動，LED1、LED5、LED3均發(fā)光，這樣整個(gè)電路就模擬完成橋式整流過程。在電路中LED5用來演示橋式整流電路輸出端的正負(fù)極性。

元件選擇與制作

IC選用時(shí)基電路NE555或HA17555等均可。C1和W1可根據(jù)實(shí)際情況選定，以滿足不同需要。五個(gè)發(fā)光二極管可選用高亮度的，但LED5最好與其他四個(gè)LFD顏色不同。電池可用兩個(gè)6V的層疊電池。整個(gè)電路可裝在一塊較大的三合板上，五個(gè)發(fā)光二極管均裝在板的正面，并在對應(yīng)位置上描好橋式整流的電路。值得注意的是，C1的取值應(yīng)使發(fā)光二極管在輪流導(dǎo)通與輪流截止時(shí)，具有明顯的分辨率，調(diào)節(jié)Wl，能改變振蕩頻率，即等效改變交流電的頻率。若在A、B兩點(diǎn)接上一只電壓表，在靜態(tài)時(shí)，使指針指在中間刻線位置。這樣，隨BGI和BG2的輪流導(dǎo)通，指針能左右擺動，就能更直觀地演示出交流電流的方向是不斷改變的。

直流二倍壓整流電路圖（四）

電路由變壓器B、兩個(gè)整流二極管D1、D2及兩個(gè)電容器C1、C2組成。

其工作原理如下：二倍壓整流電路e2正半周（上正下負(fù)）時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，電流經(jīng)過D1對C1充電，將電容C1上的電壓充到接近e2的峰值√2E2，并基本保持不變。e2為負(fù)半周（上負(fù)下正）時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，D1截止。此時(shí)，C1上的電壓Uc1=√2E2與電源電壓e2串聯(lián)相加，電流經(jīng)D2對電容C2充電，充電電壓Uc2=e2峰值+√2E2≈2√2E2。如此反復(fù)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(shí)際電路中，負(fù)載上的電壓約等于2X√2E2。整流二極管D1和D2所承受的最高反向電壓均為2X√2E2。電容器上的直流電壓Uc1=√2E2，Uc2=2√2E2。可以據(jù)此設(shè)計(jì)電路和選擇元件。

直流二倍壓整流電路圖（五）

在二倍壓整流電路的基礎(chǔ)上，再加一個(gè)整流二極管D3和－個(gè)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(gè)半周和第二個(gè)半周與二倍壓整流電路相同，即C1上的電壓被充電到接近√2E2，C2上的電壓被充電到接近2√2E2。當(dāng)?shù)谌齻€(gè)半周時(shí)，D1、D3導(dǎo)通，D2截止，電流除經(jīng)D1給C1充電外，又經(jīng)D3給C3充電，C3上的充電電壓Uc3=e2峰值+Uc2一Uc1≈2√2E2這樣，在RFZ，上就可以輸出直流電壓Usc=Uc1i+Uc3≈3√2E2，實(shí)現(xiàn)三倍壓整流。三倍壓整流電路在實(shí)際電路中，負(fù)載上的電壓Ufz≈3x1.4E2整流二極管D3所承受的最高反向電壓也是電容器上的直流電壓為3√2E2。

照這樣辦法，增加多個(gè)二極管和相同數(shù)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(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，輸出電壓從上端取出：當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，輸出電壓從下端取出。

必須說明，倍壓整流電路只能在負(fù)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(fù)載電流增大影響輸出電壓下降的情況越明顯。

用于倍壓整流電路的二極管，其最高反向電壓應(yīng)大于。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于1．5x，在使用上才安全可靠。

直流二倍壓整流電路圖（六）
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