倍壓電路原理詳解
說明:要理解倍壓電路,首先要將充電后的電容看作一個電源??梢院凸╇婋娫创?lián),就像普通的電池串聯(lián)的原理一樣。
直流半波整流電壓電路1)負(fù)半周時,即A為負(fù)、B為正時,D1導(dǎo)通、D2截止電源經(jīng)D1向電容器C1充電,在理想情況下,此半周內(nèi)D1可看成短路,同時電容器C1充電到Vm,其電流路及電容器C1的極性如上圖(a)所示。(2)正半周時,即A為正、B為負(fù)時,D1截止、D2通,此時供電電源和C1串聯(lián)后電壓為2Vm,于是向C2電,使C2充電至最高值2Vm,其電流路徑及電容器C的極性如上圖(b)所示。
需要注意的是:(1)其實C2的電壓并無法在一個半周內(nèi)即充至2Vm,它必須在幾周后才可漸漸趨近于2Vm,為了方便說明,底下電路說明亦做如此假設(shè)。
(2))如果半波倍壓器被用于沒有變壓器的電源供應(yīng)器時,我們必須將C1串聯(lián)一電流限制電阻,以保護二極管不受電源剛開始充電涌流的損害。
(3)如果有一個負(fù)載并聯(lián)在倍壓器的輸出的話,如一般所預(yù)期地,在(輸入處)負(fù)的半周內(nèi)電容器C2上的電壓會降低,然后在正的半周內(nèi)再被充電到2Vm如下圖所示。所以電容器c2上的電壓波形是由電容濾波器過濾后的半波訊號,故此倍壓電路稱為半波電壓電路。
(4)正半周時,二極管D1所承受之最大的逆向電壓為2Vm,負(fù)半波時,二極管D2所承受最大逆向電壓值亦為2Vm,所以電路中應(yīng)選擇PIV》2Vm的二極管。
圖3輸出電壓波形
簡單直流二倍壓電路
1.5V接通瞬間,1.5V直流電壓通過儲能電感線圈L和R1對C2充電,由于電容兩端電壓不能突變,所以VT1基極電壓幾乎為零,故VT1導(dǎo)通,從而使得VT2飽和導(dǎo)通,這時L的電流將從小逐漸增大,L將電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲起來,這個過程中,VD2截止,Vo=0V,VT3、R2、VD3、VD1構(gòu)成的穩(wěn)壓電路不工作。②當(dāng)L中的電流不再變化時,VT1基極電位也增加到最大,此時VT1有導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止,VT2也截止,由于流過L的電流不能突變,L兩端將產(chǎn)生一個反相感應(yīng)電動勢UL,其極性為左負(fù)右正,這個UL與1.5V直流串聯(lián)后使得VT2集電極對地電壓增大,這時VD2導(dǎo)通,當(dāng)Vo大于9V時,VT3導(dǎo)通,Vo越高,經(jīng)過VT3施加在VT1基極的電壓越高,VT1導(dǎo)通角越小,VT2導(dǎo)通角也隨之減小,流過L的電流也隨之減小,從而控制了L的儲能多少,也就實現(xiàn)了Vo動態(tài)穩(wěn)定在某一電壓值(9V)上。
這個采用555集成電路的直流二倍壓電路可以產(chǎn)生大約2倍于直流供電電壓的直流輸出電壓。
END
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