今天我們來(lái)了解一下倍壓電路,以二倍壓為例,整個(gè)電路先用一個(gè)220V轉(zhuǎn)3V的變壓器把交流電壓下降到3V左右,左面就是一個(gè)倍壓整流電路,最后輸出8.4V(31.4142=8.484)左右的直流電壓,從而實(shí)現(xiàn)倍壓整流的作用。
顧名思義,倍壓電路就是將電壓成倍的提高上去,以得到我們需要的工作電壓,電路主要有電容和二極管構(gòu)成,成本低,效率高,常被應(yīng)用在電流小,電壓高的電路中。
二倍壓整流電路
二極管選擇
二極管應(yīng)該考慮反向擊穿電壓,在上電路中,二極管上加的最大反向電壓為2Vin,所以,二極管耐壓應(yīng)該為大于2Vin
電容選擇
電容的容值:
可根據(jù)公式計(jì)算:C=Q/U;
I=dQ/dt————I=d(C*U)/dt=C*dU/dt;
C=I*dt/dU;
平時(shí)也可大致粗算時(shí)間常數(shù)按照3~5倍的電源的二分之一周期進(jìn)行計(jì)算由RC=(3~5)*(T/2),若電源周期為50Hz,則,T=0.02S,此時(shí),C=(3~5)*(0.02/2)/R,R為等效負(fù)載阻抗。例如要得到輸出為電流0.5A,電壓20V時(shí),等效阻抗為40歐姆。
電容耐壓值
耐壓值根據(jù)電源輸入電壓值進(jìn)行考慮,若輸入電壓的峰值為Vin,則電容上最大的電容C2上承受2Vin電壓,所以耐壓值只需大于2Vin即可,注意,Vin是交流輸入的峰值,若是有效值,可換算為峰值進(jìn)行考慮。
三倍壓,多倍壓電路分析過(guò)程類似,在此不再贅述。
我們先來(lái)分析一下這個(gè)電路原理,當(dāng)輸入端的交流電壓位于正半周期時(shí),假設(shè)此時(shí)倍壓電路輸入端上面電壓高于下面電壓,二極管D1截止二極管D2導(dǎo)通,并會(huì)對(duì)電容C2進(jìn)行充電,當(dāng)輸入端電壓變成負(fù)半周期時(shí)二極管D2截止,電容C2對(duì)外放電,下一個(gè)周期再重復(fù)這樣的過(guò)程,穩(wěn)定后會(huì)變成一個(gè)比較平滑的直流電,這個(gè)直流電壓大約為之前交流電壓的1.414倍。
除此之外,當(dāng)交流電壓位于負(fù)半周期時(shí),下面電壓會(huì)高于上面的電壓,左面二極管D1會(huì)導(dǎo)通二極管D2會(huì)截止,并會(huì)對(duì)電容C1進(jìn)行充電,當(dāng)交流電壓變?yōu)檎胫芷跁r(shí),電容C1會(huì)對(duì)外進(jìn)行放電,和上一段敘述的電容C2兩端電壓一樣,正常輸出為交流的1.414倍。
那問(wèn)題來(lái)了,怎么實(shí)現(xiàn)的倍壓呢?也就是電壓是怎么升高的,這就不得不說(shuō)這個(gè)電路的巧妙之處了,它把兩個(gè)電容給串聯(lián)起來(lái)了,而電容兩端的電壓就是這個(gè)電路的輸出電壓,也就是把電容C1和電容C2串聯(lián)后的電壓,這就正好是之前單個(gè)電容兩端電壓的二倍,也就是在8.4V左右。
理論上是這么回事,真實(shí)情況是這樣嗎?我也把實(shí)際電路給焊接出來(lái)了,在圖中能夠很明顯的看到上面的電容和二極管的連接處為輸出負(fù)(連接二極管正極),下面的那個(gè)為正(連接二極管負(fù)極),下面用萬(wàn)用表實(shí)際測(cè)量一下。

下面這個(gè)就是實(shí)際電壓測(cè)量值,沒(méi)錯(cuò)確實(shí)是在8.4V左右,看來(lái)和理論值是相符合的,不過(guò)這個(gè)電路呢驅(qū)動(dòng)能力較弱,也就是不能大功率輸出,否則電壓會(huì)下降得很厲害,這也是為什么像這種電路就是應(yīng)用在一些電壓高電流小的地方。

看來(lái)這篇文章大家是不是對(duì)倍壓電路有了更詳細(xì)的了解呢?其實(shí)除了二倍壓還有三倍壓四倍壓等,本質(zhì)上就是通過(guò)串聯(lián)多個(gè)電容最后輸出的是串聯(lián)后電容兩端的電壓,從而實(shí)現(xiàn)升壓的效果,不知道您對(duì)這種電路有什么看法呢?