倍壓整流電路

1、倍壓整流電路倍壓整流電路倍壓整流線路的優(yōu)勢(shì)倍壓整流線路的優(yōu)勢(shì) 在某些電子設(shè)備中，需要高壓（幾千伏甚至幾萬伏）、小電流的電源電路。因?yàn)橐话阏麟娐返恼髯儔浩鞯拇渭?jí)電壓必須升的很高，圈數(shù)勢(shì)必很多，繞制困難。而倍壓整流電路，在較小電流的條件下，能提供高于變壓器次級(jí)輸入的交流電壓幅值數(shù)倍的直流電壓，可以避免使用變壓比很高的升壓變壓器，整流元件的耐壓相對(duì)也可較低，所以這類整流電路特別適用于需要高電壓、小電流的場(chǎng)合。倍壓整流電路倍壓整流電路 倍壓整流是利用電容的充放電效應(yīng)工作的整流方式，它的基本電路是二倍壓整流電路。多倍壓整流電路是二倍壓電路的推廣。橋式二倍壓整流線路橋式二倍壓整流線路當(dāng)e2正半周時(shí)，D

2、1導(dǎo)通，如果負(fù)載電阻RL很大，即流過RL的電流很小的話，整流電流iD1使C1充電到 E2的電壓，并基本保持不變，極向如圖中所示。同樣，當(dāng)e2負(fù)半周時(shí)，經(jīng)D2對(duì)C2也充上 E2的電壓，極向如圖中所示?？缃釉趦蓚€(gè)串聯(lián)電容兩端的負(fù)載RL上的電壓UL=U C1+U C2，接近于e2幅值的兩倍。所以稱這種電路為二倍壓整流電路。橋式二倍壓整流線路橋式二倍壓整流線路實(shí)際上，在正半周C1被充電到幅值 E2后，D1隨即截止，C1將經(jīng)過RL對(duì)C2放電，U C1將有所降低。在負(fù)半周，當(dāng)C2被充電到幅值 E2后，D2截止，C2的放電回路是由C1至RL，U C2也應(yīng)有所降低。這樣，U C1和U C2的平均值都應(yīng)略低于

3、E2，也即負(fù)載電壓是不到次級(jí)繞組電壓幅值的兩倍的。只有在負(fù)載RL很大時(shí)，UL E2。半波二倍壓整流線路半波二倍壓整流線路當(dāng)交流電壓e2在正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，C1通過D1被充電到e2的峰值 E2，極向如圖4中所示。在交流電壓e2為負(fù)半周時(shí)，D1因受反向電壓而截止，D2則受正向電壓而導(dǎo)通。在D2導(dǎo)通期間，電容C1上的電壓E2M= E2因維持不變，其作用類似于一個(gè)直流電源。它與交流電源相串聯(lián)，所以，C1上的電壓U C1與電源電壓e2相加，經(jīng)D2向C2充電，充電電壓是e2+ U C1。幾種多倍壓整流電路幾種多倍壓整流電路幾幾種多倍壓整流電路種多倍壓整流電路 1、下圖電路是一種三倍壓整流電路：幾種多倍壓

4、整流電路幾種多倍壓整流電路 2、下圖是另一種三倍壓整流線路幾種多倍壓整流電路幾種多倍壓整流電路 3、改進(jìn)版多倍壓整流線路：幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路 1、BUCK-BOOST線路 buckboost功率級(jí)是因?yàn)檩敵鲭妷汉洼斎腚妷菏欠聪虻模?這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以得到在幅度上， 比輸入電壓更高的輸出電壓（像升壓（boost） 功率級(jí)） ， 或者更低的輸出電壓（像降壓（buck） 功率級(jí)） BUCK-BOOST線路工作原理線路工作原理在ON態(tài)， Q1此時(shí)為低電阻， RDS(ON)， 從漏極到源極， 只有很小的電壓降VDS=IL RDS(on)。 同時(shí)電感器的直流電阻上的電壓降也很小，

5、等于IL RL。 因此， 輸入電壓VI， 減去損耗(VDS + IL RL)， 就加載到電感器L兩端。 在這段時(shí)間CR1是關(guān)的， 因?yàn)樗欠聪蚱玫?。電感電流IL， 從輸入源VI流出， 經(jīng)過Q1， 到地。 在開(ON)態(tài)， 加在電感器兩端的電壓為定值， 等于VI VDS IL RL。電感上的電流會(huì)隨著所加的電壓而增大。 同時(shí)， 由于加載的電壓通常必須為定值， 所以電感電流線性增加。BUCK-BOOST線路工作原理線路工作原理當(dāng)Q1關(guān)時(shí)， 它的漏極和源極間有很高的阻抗， 所以， 流過電感L的電流不能瞬時(shí)的變化，從Q1轉(zhuǎn)移到CR1。 隨著電感電流的減小， 電感兩段的電壓改變極性直到整流器CR1變?yōu)?/p>

6、前向偏置，打開的時(shí)候， 這時(shí)電感L兩段的電壓變?yōu)?VO Vd IL RL)， 式中的Vd是CR1的前向電壓降。 電感電流IL， 這時(shí)從輸出電容和負(fù)載電阻的組合， 經(jīng)過CR1到地。注意CR1的方向和電感中電流的流向意味著輸出電容和負(fù)載電阻中電流導(dǎo)致VO為負(fù)電壓。 在關(guān)態(tài)（OFF） 時(shí)， 電感兩端的電壓為定數(shù)， 且為(VO Vd IL RL)， 為了保證同樣極性的轉(zhuǎn)換， 這個(gè)加載電壓必須是負(fù)的（或者在開態(tài)（ON） 時(shí)為極性相反的加載電壓） ， 因?yàn)檩敵鲭妷簽樨?fù)的。 因此， 電感電流在OFF態(tài)時(shí)是減小的， 而且由于加載電壓必須是常數(shù)， 所以電感電流線性減小。BUCK-BOOST線路工作原理線路工作原

7、理BUCK-BOOST線路工作原理線路工作原理幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路 2、利用電荷泵產(chǎn)生負(fù)壓STEP1 第一步:開關(guān)管S1、S2導(dǎo)通而S3、S4關(guān)斷時(shí),VIN對(duì)飛電容Cfly充電。如果開關(guān)用S1用PMOS器件實(shí)現(xiàn)而S2S4用NMOS器件實(shí)現(xiàn),則Vcap+=Vin-VoP(VoP為PMOS管的工作時(shí)漏源間壓降),Vcap-=0；STEP2 第二步:管S1、S2關(guān)斷而S3、54導(dǎo)通時(shí)Cfly即將部分電荷轉(zhuǎn)移給Cout,直到兩電容間電荷轉(zhuǎn)移達(dá)到平衡,考慮到MOS開關(guān)管源漏之間的壓降,此時(shí)A點(diǎn)輸出電壓為VA=Vin-Von-Vop(Von為NMOS管的工作時(shí)源漏間壓降)。不論Cf

8、ly和Cout為多少,如果沒有內(nèi)部損耗總會(huì)試圖讓它們兩端的電壓相等;STEP3 第三步:當(dāng)電路狀態(tài)最終達(dá)到平衡時(shí),Cout高電位端接地，使得輸出電壓Vout變?yōu)?VA,當(dāng)電路狀態(tài)最終達(dá)到平衡時(shí),輸出端電壓Vout=-(VIN-Von-Vop) 考慮電路帶負(fù)載的情況,由于負(fù)載會(huì)從電路中抽取電流,負(fù)載上具有VL大小的壓降VL=-IouT/(Cfly+Cs)xfosc) 最終的輸出電壓為:Vout=-(Vin-Vop-Von-Iout/(Cfly+Cs)Xfosc) 由上式我們了解到輸出電壓的大小與輸入電壓,輸出電流及功率開關(guān)管的開關(guān)頻率都有密切的關(guān)系,振蕩器的頻率越高,電荷泵的轉(zhuǎn)換效率就越高。但振

9、蕩器的頻率是不可以無限提高的,需要由開關(guān)工作期間的導(dǎo)通速度決定幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路 3、單轉(zhuǎn)雙電壓法 把兩組電壓相同的電源串聯(lián)，形成以中心點(diǎn)為0電壓的正負(fù)電源。常用于功放等需要對(duì)稱供電的場(chǎng)合。單轉(zhuǎn)雙電壓法 3.1圖1：是最簡(jiǎn)的單轉(zhuǎn)雙電路，缺點(diǎn)是R1、R2阻值較小時(shí)，電路自身消耗功率大，阻值較大時(shí)帶負(fù)載能力很弱，這種電路的實(shí)用性不強(qiáng)。單轉(zhuǎn)雙電壓法 3.2圖2：是把圖1中的電阻換成兩個(gè)大電容就得到這個(gè)電路，這種電路的功耗降為零，僅適用于正負(fù)兩端的負(fù)載阻抗相等或近似相等的情況。單轉(zhuǎn)雙電壓法 3.3圖3：是在圖1的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)三極管，增強(qiáng)了負(fù)載能力，輸出電流的大小取決于BG1

10、和BG2的最大集電極電流Icm，通過反饋網(wǎng)絡(luò)可使兩路負(fù)載阻抗不等時(shí)也能保持正負(fù)電源基本對(duì)稱。例如：由負(fù)載阻抗不等引起Ub下降時(shí)，由于Ua不變(R1，R2分壓供給恒定Ua)，使BG1導(dǎo)通，BG2截止，使RL2流過一部分BG1的電流，進(jìn)而導(dǎo)致Ub上升，當(dāng)RL1、RL2相等時(shí)BG1、BG2均處于截止?fàn)顟B(tài)。單轉(zhuǎn)雙電壓法 3.4圖4：是在圖3的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，增加的兩個(gè)偏置二極管，使兩個(gè)三極管偏離了死區(qū)，加強(qiáng)了反饋?zhàn)饔?，使得雙電源的對(duì)稱性和穩(wěn)定性比較好，D1、D2也可以用幾十至幾百歐的電阻代替。單轉(zhuǎn)雙電壓法 3.5圖5：是在圖4的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，比圖4有更好的對(duì)稱性和穩(wěn)定性，它用一個(gè)穩(wěn)壓管和一個(gè)三極管代替了圖4中的R2，使反饋?zhàn)饔眠M(jìn)一步加強(qiáng)。幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓電路 4、電壓反接法幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓線路幾種正電壓轉(zhuǎn)負(fù)電壓線路 5、專用ICME7660C 是一款 DC/DC 電荷泵電壓 反轉(zhuǎn)專用集成電路。芯片采用成熟的A