倍压电路详解-以六倍压为例

六倍压电路形式如下图两个所示，分别是反向倍压和正向电压

           

                                    图1    反向倍压

                                       图2   正向倍压

以图1反向倍压为例，详细讲解一下倍压工作过程，为了好理解，假设电容在半个电压放电周期内会充满电，电源电压为方波形式，如图3所示。

                                                     图3 电源电压波形

 

图1中，倍压工作过程：

当在0-t1时，电源给C1充电，D1导通，此时电源与C1和D1形成回路，C1端电压到达Vm。

                                                

                                                           图4    0-t1阶段

当在t1-t2阶段时，电源电压反向，此时电容C1可以看为一个电压为Vm的电压源，C1与电源组成了2Vm的电压向C2充电，D1截止，D2导通，形成充电回路，C2端电压达到2Vm，过程如图5所示。

                                                

                                                                         图5 t1-t2阶段

当在t2-t3阶段时，电源电压变为正向，电容C2可以看为2Vm的电压源，C2与电源形成串联的3Vm的电压源，而C1相当于-Vm的电压源，最终电源与电容C1和C2形成2Vm的电压向C3充电，D1和D2截止D3导通，C3端电压达到2Vm，过程如图6所示。

                                             

                                                                        图6 t2-t3阶段

当在t3-t4阶段时，电压变为反向，二极管D1、D2、D2截止，D4导通，C1、C3和电源组成4Vm的电压源，C2相当于-2Vm的电压源，C1、C2、C3和电源组成端电压为2Vm的电压源向C4充电，使得C4端电压达到2Vm，过程如图7所示。

                                               

                                                                              图7    t3-t4阶段

当在t4-t5阶段，电压变为正向，此时C1、C2、C3、C4和电源组成一个端电压为2Vm的电压源，向电容C5充电，使得C5端电压为2Vm，过程如图8所示。

              

                                                 图8   t4-t5阶段

当在t5-t6阶段，电压变为负向，此时C1、C2、C3、C4、C5和电源组成一个端电压为2Vm的电压源，向电容C6充电，使得C6端电压为2Vm，过程代如图9所示。

                                               图9 t5-t6阶段

整个充电过程充电完毕。

其实整个阶段并不是这样单一的，第一阶段C6上面的电压就开始阶梯上升，用MATLAB仿真后，仿真图如图10所示。

                                                                                                   图10   simulink仿真图搭建

仿真图中，AC电源为50HZ的峰峰值为200V的正弦波，C1----C6为10uf的电容（10X10-5），二极管导通电阻为0.001欧姆，正向导通电压为0.8V，缓冲电容为250X10-9。C1-C6的电容电压仿真图如图11-16所示。

 

                                                                        图11  C1电容电压

 

                                                                                       图12 C2电容电压

                                                                                                              图13         C3电容电压

                                                                                                        图14   C4电容电压

                                                                                                     图15  C5电容电压

 

                                                                                    图16   C6电容电压

可见C6充电有滞后性，而且充电最后的电压波动较小，波动主要是由于交流电压正负变化影响。倍压后的电压，即C2、C4、C6电压值，总电压如图17所示。

由于误差原因，倍压电压不是6倍，是5倍多一些。至于原因，可以后续再分析，先到这里。