倍壓整流電路圖（一）

倍壓整流，是把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容器，“整”出一個較高的直流電壓。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。

下面以電路1為例簡單說明工作原理：

當變壓器次級輸出為上正下負時，電流流向如圖所示。變壓器向上臂三個電容充電儲能。當變壓器次級輸出為上負下正時，電流流向如圖所示。上臂電容通過變壓器次級向下臂充電。

如果不帶負載，穩(wěn)態(tài)時，除了最左邊的那個電容，其他每個電容上的電壓為2U，所以總的輸出電壓為6U。事實上，由于高階倍壓整流電路帶載能力很差，輸出很小的功率就會導(dǎo)致輸出電壓的大幅度跌落。假設(shè)輸出電流為I，每個電容的容量相同，為C，交流電源頻率為f，則電壓跌落為：

倍壓整流電路有多種結(jié)構(gòu)，各有優(yōu)缺點。常見電路如下：

這三個電路都是6倍壓整流電路，各有特點。我們通常稱每2倍為一階，用N表示，上述電路都是3階，即N=3。如果希望輸出電壓極性不同，只要將所有的二極管反向就可以了。

電路1的優(yōu)點是每個電容上的電壓不會超過變壓器次級峰值電壓U的兩倍，即2U，所以可以選用耐壓較低的電容。缺點是電容是串聯(lián)放電，紋波大。

電路2的優(yōu)點是紋波小，缺點是對電容的耐壓要求高，隨著N的增大，電容的電壓應(yīng)力隨之增加。圖中最后一個電容的電壓達到了6U。

電路3是電路1的改進，優(yōu)點是紋波比電路1小很多，電容電壓應(yīng)力不超過2U。缺點是電路復(fù)雜。

倍壓整流電路圖（二）

16英寸黑白電視機輸出電路，由于顯像管電子束電流很?。s幾百微安），高壓采用倍壓整流，如圖2中，B2為逆程變壓器，B2和BG5~BG7、C4~C6為倍壓整流電路。

倍壓整流電路圖（三）

通用示波器的主機高壓電源包括一路正高壓兩路負高壓，電路采用“高頻高壓”方式，基本電路如圖3。

BG1、L1、L2和C1組成高頻振蕩器、振蕩信號在L3、L4上升高壓，經(jīng)C3~C7、BG7~BG11五倍壓整流，R1、C10濾波后輸出正高壓供給加速成陽極。BG6半波整流，C8、C9和R2π型濾波，獲得負高壓供給陰極。

倍壓整流電路圖（四）

倍壓整流電路圖（五）

為了得到倍壓整流電路輸出電壓的數(shù)值，首先必須明確電路中的二極管在什么條件下導(dǎo)通和什么條件下截止。為簡化分析，設(shè)負載開路且電路已經(jīng)進入穩(wěn)態(tài)，然后對每個電容上的電壓逐個分析，最后得到輸出電壓。

以圖1為例，設(shè)B點為地，變壓器副邊電壓有效值為U2。

倍壓整流電路圖（六）

當將幾個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，交流電壓經(jīng)二極管D1～Dn在每半個周期內(nèi)對電容器C1～Cn進行串并聯(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幾倍的直流輸出電壓。

其工作過程是，首先在交流的負半周時交流電源經(jīng)D1對C1充電，接著在正半周時交流電源與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。接下來在負半周時，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，三個電容串聯(lián)之后充電電壓為C1上充電電壓的6倍。

倍壓整流電路圖（七）

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點的電位相對于B點而言，就成了高低相間的交流電。當lC③腳輸出低電平時，BG2導(dǎo)通，BG1截止，這樣A點為低電平，B點為高電平，電流就通過B→LED2→LED5→LED4→A流動。此時，LED2、LED5、LED4均發(fā)光。當IC③腳輸出高電位時，BG1導(dǎo)通，BG2截止，A點為高電位，B點為低電位。此時電流經(jīng)A→LEDI→LED5→LED3→B流動，LED1、LED5、LED3均發(fā)光，這樣整個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極性。

元件選擇與制作

IC選用時基電路NE555或HA17555等均可。C1和W1可根據(jù)實際情況選定，以滿足不同需要。五個發(fā)光二極管可選用高亮度的，但LED5最好與其他四個LFD顏色不同。電池可用兩個6V的層疊電池。整個電路可裝在一塊較大的三合板上，五個發(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，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兩點接上一只電壓表，在靜態(tài)時，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?！?/p>

倍壓整流電路圖（八）

倍壓整流電路多用于電流小而電壓較高場合，如電蚊拍、空氣負離子發(fā)生器及ST-9電子示波器等等。二倍壓整流電路的計算方法，與三倍壓及多倍壓整流電路有所不同，有必要對三倍壓及多倍壓整流電路作進一步分析。

三倍壓整流電路如圖1，工作原理如下：在u2的第一個半周時，u2的極性是上正下負（即a端為正，b端為負），D1在正向電壓作用下導(dǎo)通，此時電容C1充電后的電壓約等于u2的最大值“根2*U2”（u2為變壓器次級繞組感應(yīng)的交流電壓，U2為次級交流電壓有效值）。

在第二個半周，u2的極性反過來（a端為負、b端為正），D1截止、D2導(dǎo)通，電壓U2加LC1上的“根2*U2”向電容C2充電，C2充電后的電壓約為“2*根2*U2”。

在第三個半周時，U2的極性又是a端為正，b端為負，D1又導(dǎo)通，已充電到“2*根2*U2”的C2上的電壓加到e、d兩點使D2截止，但D3導(dǎo)通，于是電容C3就被充電到與C2一樣高的電壓“2*根2*U2”。若負載接在a、b兩端，就可獲得三倍壓（“3*根2*U2）的直流輸出電壓。圖1中，每只二極管承受的最大反向電壓為”2*根2*U2“，電容C1、C2和C3承受的電壓分別為2U2、“2*根2*U2”和“2*根2*U2”。

根據(jù)相同的道理，可以組成n（多）倍壓整流電路（如圖2）。當n為奇數(shù)時，輸出電壓從下端的相應(yīng)兩點（B、C）取出；當n為偶數(shù)時，輸出電壓從上端相應(yīng)兩點（A、D）取出。輸出直流電壓的平均值，空載時為“n*根2*U2”，負載時為nx1．2U2。電容C1上的電壓為“根2*U2”，其余電容上的電壓均為“2*根2*U2”，每個整流元件承受的反向電壓都是“2*根2*U2”。

這種電路能提高直流電壓的輸出幅度，但是帶負載的能力卻很差，因此只能用于小電流電路。

下面以電蚊拍為例，介紹四倍壓整流電路的應(yīng)用（如圖3）。電蚊拍的手柄上裝有兩節(jié)五號干電池，這3V直流電壓經(jīng)振蕩管VT、升壓變壓器T和電阻R組成的高頻振蕩電路后，在T的次級得到約300V的交流電壓。然后由C1～C4和D1～D4組成的四倍壓整流電路，使輸出端得到的電壓約為：空載時“n×根2×2”=4×1．41×300=1692V；負載時n×1．2×U2=4×1．2×300=1440V；此直流高壓加到金屬絲電網(wǎng)上，蚊蟲一旦碰觸，將被高壓電擊而死。

倍壓整流電路圖（九）

三倍壓整流電路

在二倍壓整流電路的基礎(chǔ)上，再加一個整流二極管D3和－個濾波電容器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的第一個半周和第二個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?shù)谌齻€半周時，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，實現(xiàn)三倍壓整流。在實際電路中，負載上的電壓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n為奇數(shù)時，輸出電壓從上端取出：當n為偶數(shù)時，輸出電壓從下端取出。

必須說明，倍壓整流電路只能在負載較輕（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。

倍壓整流滅鼠電路原理

圖252為電子滅鼠電路圖。220V市電經(jīng)自耦變壓器B升壓至300V左右，經(jīng)二極管整流后給電容器C充電。電容器兩端電壓可達V2*300V。老鼠吃食餌時，扳動杠桿，接通開關(guān)K，電容器通過鼠體迅速放電，將老鼠電死。

變壓器B是利用廢舊交流接觸器的鐵心和線包（原設(shè)計電壓為380V），一般這種線包為8500匝左右，再在外層用40.07-0.09mm漆包線繞3000匝左右。R;是限流電阻，電容器C為10~-30pF/450V。D，.D2可用反向電壓大于450V、電流大于100mA的任何整流二極管。用一段中一2mm的銅絲（鐵絲也可）作杠桿，頭穿上食餌（可用熟肉或其它食物）。中間放在支點P上，另一頭用一個小彈簧拉著，平時使銅絲保持水平狀態(tài)。在食佴下邊放一塊金屬板，并用導(dǎo)線與電容器C的負極相連。金屬板與食餌之間的距離約當老鼠咬住食餌向下拖時，銅絲杠桿另一端拉伸小彈10cno簧向上翹，當它與接在電容器C正極上的金屬片接觸時，電容器被老鼠短路。迅速放電，殺死老鼠，電容器隨之失去短路導(dǎo)體，小彈簧將銅絲拉回水平位置，電路恢復(fù)原狀。

電容器C的充電電壓也可用220V市電經(jīng)倍壓整流后取得，見圖253。要注意的是，電源插頭必須按圖上要求連接，否則有觸電危險。