倍壓整流電路工作原理

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(lái)，輸出高于輸入電壓的高壓來(lái)。如圖《二倍壓整流電路》所示：

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(duì)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(duì)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(guò)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 。

在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較高的整流二極管和電容器，“整”出一個(gè)較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路 。

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(guò)D1對(duì)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(duì)電容C2充電，充電電壓Uc2=e2峰值 1．4E2≈ 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(jí)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Usc=2X1.4E2 。整流二極管D1和D2所承受的最高反向電壓均為Usc 。電容器上的直流電壓Uc1=E2 ，Uc2=2E2 ?？梢該?jù)此設(shè)計(jì)電路和選擇元件 。

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所承妥的最高反向電壓也是 電容器上的直流電壓為3√2 E2。

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。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(shuō)明，倍壓整流電路只能在負(fù)載較輕（即Rfz較大。輸出電流較?。┑那闆r下工作，否則輸出電壓會(huì)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 ?？捎酶邏汗枵鞫眩湎盗行吞?hào)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 。

以示波器為例，示波器的高頻高壓及顯示電路是儀器的關(guān)鍵部分。只有示波器內(nèi)各電極工作電壓滿足額定條件才能形成比較理想的電子束掃描出所要觀察的信號(hào)波形。高壓值的準(zhǔn)確與穩(wěn)定，直接影響X、Y放大器的靈敏度。高壓電路常見的故障表現(xiàn)為：無(wú)光點(diǎn)、無(wú)高壓振蕩、聚焦不良光點(diǎn)關(guān)不掉、亮度暗、圖形失真、調(diào)節(jié)亮度電位器時(shí)屏幕顯示波形幅度隨亮度而變化等。導(dǎo)致這些故障的原因較多，現(xiàn)僅對(duì)高壓電路故障進(jìn)行分析、排除。??

（1）檢測(cè)方法。示波器顯示電路高壓（1kV以上）的檢測(cè)方法有兩種：用帶高壓棒的直流電壓量程大于一萬(wàn)以上的萬(wàn)用表直接進(jìn)行測(cè)量；憑經(jīng)驗(yàn)觀察估計(jì)，方法是：先斷開電源，從示波管高壓嘴上取下高壓帽、手持高壓線（盡量離高壓帽遠(yuǎn)點(diǎn)），然后接通電源，慢慢移動(dòng)高壓線使高壓帽向高壓嘴處靠近，大約距離高壓嘴一厘米左右的間隔時(shí)，開始拉弧放電，若發(fā)出“啪、啪、啪”的響聲，說(shuō)明高壓基本正常。??

（2）故障現(xiàn)象及修理。（現(xiàn)象：光點(diǎn)閃動(dòng)）。此故障一般是高壓打火現(xiàn)象造成的。首先從外觀檢查高壓嘴處，發(fā)現(xiàn)高壓帽老化，并局部破裂，換新后故障依舊存在?？拷鼨C(jī)身細(xì)心聽，能聽到高壓放電的打火聲，根據(jù)打火聲的厲害程度，初步判定打火聲是從高壓套筒里傳出來(lái)的。折下高壓套筒取出倍壓整流電路板，在斷電的情況下，用萬(wàn)用表R×10kΩ檔測(cè)量電路板上的六只硅堆（2DL5/0.2）均正常。然后接通電源，用萬(wàn)用表量程為2?500V的直流電壓檔分別測(cè)量六只耐高壓電容（6?800P/3kV），結(jié)果發(fā)現(xiàn)電容C3-16兩端實(shí)測(cè)電壓指示值隨打火聲的出現(xiàn)而擺動(dòng)。從外觀看又發(fā)現(xiàn)此電容的絕緣外殼因高壓打火而脫落一小塊。換此電容后，高壓不打火、熒光屏光點(diǎn)很穩(wěn)定。??

只有低電壓的交流電源和耐壓低的整流元件，而需要高于整流輸入電壓若干倍的直流電壓時(shí)，可以采用倍壓整流電路，但它的負(fù)載能力較差，只適用于直流高壓小電流的中功率整流。整流電路選定，一定要注意流過(guò)二極管的平均電流ID和負(fù)載電流的關(guān)系，二極管承受的反向峰值電壓和變壓器次級(jí)電壓的關(guān)系及電容器的耐壓值 。2100433B

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。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√2 E2。

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3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(shuō)明，倍壓整流電路只能在負(fù)載較輕（即Rfz較大。輸出電流較?。┑那闆r下工作，否則輸出電壓會(huì)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 ?？捎酶邏汗枵鞫眩湎盗行吞?hào)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。

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(lái)，輸出高于輸入電壓的高壓來(lái)。圖2是一個(gè)2倍壓整流電路。

右圖1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(duì)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(duì)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(guò)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。

倍壓整流方法是通過(guò)某種整流裝置使輸出直流電壓達(dá)到交流輸入電壓有效值(或峰值)兩倍或更多倍的方法。這種電路特別適用于高電壓低電流的供電。適當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)整流后的直流電壓為輸入交流電壓的三倍、四倍以至幾十倍的目的。

例如一全波兩倍壓整流電路，在交流輸入的半周中，二級(jí)管D1導(dǎo)通在電容C1兩端產(chǎn)生電壓V1;另一半周，D2導(dǎo)通在電容C2兩端產(chǎn)生電壓V2。當(dāng)負(fù)載電流甚小時(shí)，V1，V2都接近交流輸入電壓的峰值。所以總直流輸出電壓可接近交流輸入峰值電壓的兩倍。 2100433B