倍压整流电路原理详解：如何实现电压倍增？

倍压整流电路原理详解：如何实现电压倍增？

倍压整流电路是一种利用二极管的导向作用和电容器的充放电特性，将输入的交流电压升高并转换为直流电压的电路。这种电路在需要小电流高电压的环境中应用广泛，如电子设备的电源电路、医疗设备等。本文将详细介绍倍压整流电路的工作原理及其在实际中的应用。

让我们先来看一个电路图，思考一下它的功能：

这是一个倍压整流电路，其核心原理是利用二极管的导向作用，使电容器进行充放电，通过多个电容器的电压叠加，实现电压的升高。

二倍压整流电路

倍压整流电路输入的是交流电，输出的是直流电。通常会先使用升压变压器将电压升高，然后再输入到倍压整流电路。

工作原理分析

为方便分析，将变压器输出的电压分为正半周和负半周进行讨论。设变压器输出电压的峰值电压为Um。

1. 正半周：
   在交流电正半周到来时，C1充满电后两端电压为Um。

   

2. 负半周：
   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。

   

这样就实现了两倍电压的输出。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。

三倍压整流电路

在二倍压整流电路的基础上增加一个二极管和电容器，可以实现三倍压整流。

1. 第一个交流电正半周：
   电容C1充满电，两端电压为Um。

   

2. 第一个负半周：
   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。

   

3. 第二个正半周：
   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。

   

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。

四倍压整流电路

下面是一个实际应用中的四倍压整流电路：

1. 第一个交流电正半周：
   电容C4进行充电，其两端电压为Um。

   

2. 第一个交流电负半周：
   电容C3进行充电，其两端电压为Um。

   

3. 第二个交流电正半周：
   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。

   

4. 第二个交流电负半周：
   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。

   

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。

如果将上述电路整理一下，电路图如下：

应用场景

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的现象越明显。