直流二倍壓整流電路圖（多諧振蕩電路/時基電路NE555/變壓器）

倍壓整流電路是基于電容的儲能作用，共同形成倍壓整流電路，可以把較低的交流電壓，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。整流元件的耐壓相對也可較低，所以這類整流電路特別適用于需要高電壓、小電流的場合。

工作原理

倍壓整流是利用二極管的整流和導(dǎo)引作用，將電壓分別貯存到各自的電容上，然后把它們按極性相加的原理串接起來，輸出高于輸入電壓的高壓來。下圖是一個2倍壓整流電路。

上圖中R1、R2為限流電阻，RL為負載的折算值。首先在第一半周E2經(jīng)V1對C1充電至E2的峰值E2m，第二半周C1上的電壓和電源電壓相加經(jīng)V2對C2充電至2E2m。當然開始幾個周期電容上的電壓并不能真正充到這樣高，但經(jīng)過幾個周期以后，C2上的電壓漸漸能穩(wěn)定在2E2m左右，這就是2倍壓整流的原理。

直流二倍壓整流電路圖（一）

倍壓整流是利用電容的充放電效應(yīng)工作的整流方式，其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。下面分別介紹二倍壓及多倍壓整流電路的原理：

1）二倍壓整流電路其工作原理

當Vm處于負半周時，電壓極性如下圖（左）所示，D1導(dǎo)通，D2截止;C1充電，電流

方向和C1上電壓極性如下圖（左）所示，C1電壓最大值可達Vm。

當Vm處于正半周時，電壓極性如下圖（右）所示，D2導(dǎo)通，D1截止;C2充電，電流方向和C2上電壓極性如下圖（右）所示，由于電荷的存儲作用，使輸出電壓（即C2上的電壓）為變壓器副邊電壓的兩倍，C2電壓最大值可達2Vm。要說明的是：其實C2的電壓并無法在一個半周期內(nèi)即充至2Vm，它必須在幾周期后才可漸漸趨近于2Vm。

直流二倍壓整流電路圖（二）

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。

直流二倍壓整流電路圖（三）

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。”

直流二倍壓整流電路圖（四）

電路由變壓器B、兩個整流 二極管D1、D2及兩個電容器C1、C2組成。

其工作原理如下：二倍壓整流電路e2正半周（上正下負）時，二極管D1導(dǎo)通，D2截止，電流經(jīng)過D1對C1充電，將電容C1上的電壓充到接近e2的峰值√2E2 ，并基本保持不變。e2為負半周（上負下正）時，二極管D2導(dǎo)通，D1截止。此時，C1上的電壓Uc1=√2E2與電源電壓e2串聯(lián)相加，電流經(jīng)D2對電容C2充電，充電電壓Uc2=e2峰值+√2E2≈ 2√2E2。如此反復(fù)充電，C2上的電壓就基本上是2√2E2 了。它的值是變壓器電級電壓的二倍，所以叫做二倍壓整流電路。

在實際電路中，負載上的電壓約等于2X√2E2 。整流二極管D1和D2所承受的最高反向電壓均為2X√2E2。電容器上的直流電壓Uc1=√2E2 ，Uc2=2√2E2 ?？梢該?jù)此設(shè)計電路和選擇元件。

直流二倍壓整流電路圖（五）

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。三倍壓整流電路在實際電路中，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√2 E2。

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 ?？捎酶邏汗枵鞫?，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。

直流二倍壓整流電路圖（六）