二倍压整流电路
发布时间:2011/9/15 11:59:00 访问次数:13845
图5-32所示是经典的二倍压整流电路。电路中的U为交流输入电压（是正弦交流电压），Uo为直流输出电压，VD1、VD2和Cl构成二倍压整流电路，Rl是这一倍压整流电路的负载电阻。
1．电路分析 W42C08-04G
这一电路的工作原理是：交流输入电压U为正半周1时，这一正半周电压通过C1加到VD1负极，给VD1加反向偏置电压，使VD1截止。同时，这一正半周电压加到VD2正极，给VD2加正向偏置电压，使VD2导通。
二极管VD2导通后的电压加到负载电阻Rl上，VD2导通时的电流回路为：交流输入电压Ui→ Cl→VD2正极→VD2负极→负载电阻Rl。这一电流从上而下地流过电阻Rl，所以输出电压Uo是正极性的直流电压。
(1) VD1导通分析。当交流输入电压Ui变化到负半周2时，这一负半周电压通过C1加到VD1负极，给VD1加正向偏置电压，使VD1导通，这时等效电路如图5-33所示。
VD1导通时电流回路是：地端→VD1正极→VD1负极→Cl→输入电压U端，这一回路电流对电容C1进行充电，其充电电流如图中电流，所示。在Cl上充到右“+”左“-”的直流电压，如图中所示，在Cl上的充电电压的大小为输入电压U负半周的峰值电压。注意：输入电压U负半周是一个正弦电压的半周，但是Cl两端充到的电压是一个直流电压，这一点茌理解中一定要注意。
在交流输入电压U为负半周2期间，由于负电压通过电容Cl加到VD2正极，这是给VD2加的反向偏置电压，所以VD2截止，负载电阻Rl上没有输出电压。
(2) VD2导通分析。交流输入U变化到正半周3期间，这一正半周电压经C1加到VD1的负极，这是给VD1加的反向偏置电压，所以VD1截止。同时，这一输入电压的正半周电压和Cl上原先充到的右“+”左“-”充电电压极性一致，即为顺串联。图5-34所示是这时的等效电路，图中将充电的电容用一个电池E表示，VD1已开路。
从这一等效电路中可以看出，输入电压U的正半周电压和Cl上的充电电压（也即图5-34中电池E）顺串联之后加到二极管VD2的正极，这时给VD2加的是正向偏置电压，所以VD2导通，其导通后的电流回路是：输入电压U端→C1→VD2正极→VD2负极→Rl→地端，即构成回路，其电流如图中电流，所示。这一电流从上而下地流过负载电阻Rl，所以输出的是正极性直流电压。
由于VD2导通时，在负载电阻Rl上是两个电压之和，即为交流输入电压U峰值电压和C1上原来充上的电压，因此在Rl上得到的是交流输入电压峰值两倍的直流电压，所以称此电路为二倍压整流电路。
2．电路分析小结
(1)倍压整流电路可以有N(N为整数)倍电压整流电路，在电子电路中常用二倍压整流电路。
(2)倍压整流电路的特点是在交流输入电压不高的情况下，通过多倍压整流电路可以获得很高的直流电压。
(3)倍压整流电路有一个不足之处，就是整流电路输出电流的能力比较差，具有输出电压高、输出电流小的特点，所以带负载的能力比较差，在一些要求有足够大输出电流的情况下，这种整流电路就不合适了。
(4)倍压整流电路在电源电路中的应用比较少，主要用于交流信号的整流电路中，例如在音响电路中用于对音频信号的整流，在电平指示器电路中就常用二倍压整流电路。
(5)掌握二倍压整流电路的工作原理之后，再分析三倍压或Ⅳ倍压整流电路的工作原理就相当方便了。
(6)二倍压整流电路中使用两只整流二极管，三倍压整流电路中使用三只整流二板管，依次类推。
3．电平指示器中实用倍压整流电路工作原理分析及理解 W530-02HT
图5-35所示是单级发光二极管电平指示器。VD2是发光二极管，VT1是电路中发光二极管VD2的驱动三极管，VD1、Cl和VT1发射结构成二倍压整流电路，Rl是发光二极管VD2的限流保护电阻。
这一电路中的倍压整流电路是一种变形的电路，前面介绍的二倍压整流电路中有两只整流二极管，可这一电路中只有一只整流二极管VD1，另一只整流二极管是三极管VT1的发射结（基极与发射极之间的PN结，相当于另一只整流二极管），图5-36所示是这一倍压整流电路的等效电路。
从这一等效电路中可以看出，这是一个标准的二倍压整流电路，只是第二只整流二极管采用了驱动管VT1的发射结。
二倍压整流电路整流输出的直流电压加到了三极管VT1基极，这是一个正极性的直流电压，这一直流电压作为VT1的直流偏置电压，使VT1导通。
在VT1导通之后，VT1有了基极电流，也有了集电极电流，其集电极电流流过发光二极管VD2，使发光二极管发光指示，表示有交流输入信号。
交流输入信号的幅度越大，二倍压整流电路输出的直流电压越大，使VT1基极电流越大，其集电极电流越大，流过VD2的电流越大，VD2发光越强。
通过上述电路分析可知，通过VD2发光亮度的强弱变化，可以指示交流输入信号的幅度大小，这就是单级发光二极管电平指示器的电路功能。
关于这一电路分析，还要说明下列几点。
(1)分析这一变形的二倍压整流电路时，如果不了解三极管VT1基极与发射极之间的PN结可以起整流二极管的作用，那么这一电路中的倍压整流电路的工作原理就无法正确理解，也就不能理解这一电平指示器电路的工作原理。
(2)这一电路中的三极管VT1工作在整流、放大状态，它不同于一般工作于放大状态的三极管。工作于放大状态的三极管有专门的直流偏置电路，由直流工作电压提供恒定的直流工作电流。工作在整流、放大状态的三极管则没有专门的直流偏置电路，而是通过对交流输入信号整流得到直流电压作为三极管的直流偏置电压，使三极管进入放大状态，一旦没有交流输入信号时，三极管也就没有了直流偏置电压，便进人截止状态。这种三极管工作在整流、放大状态，首先是整流，然后才是放大。这种三极管电路对静态电流的消耗比较小。
(3)对典型电路的分析是比较容易的，对变形电路的分析就需要有灵活的头脑，而实用电路中有许多的变形电路，这里介绍的这种电路只是一种比较简单的变形电路。
图5-32所示是经典的二倍压整流电路。电路中的U为交流输入电压（是正弦交流电压），Uo为直流输出电压，VD1、VD2和Cl构成二倍压整流电路，Rl是这一倍压整流电路的负载电阻。
1．电路分析 W42C08-04G
这一电路的工作原理是：交流输入电压U为正半周1时，这一正半周电压通过C1加到VD1负极，给VD1加反向偏置电压，使VD1截止。同时，这一正半周电压加到VD2正极，给VD2加正向偏置电压，使VD2导通。
二极管VD2导通后的电压加到负载电阻Rl上，VD2导通时的电流回路为：交流输入电压Ui→ Cl→VD2正极→VD2负极→负载电阻Rl。这一电流从上而下地流过电阻Rl，所以输出电压Uo是正极性的直流电压。
(1) VD1导通分析。当交流输入电压Ui变化到负半周2时，这一负半周电压通过C1加到VD1负极，给VD1加正向偏置电压，使VD1导通，这时等效电路如图5-33所示。
VD1导通时电流回路是：地端→VD1正极→VD1负极→Cl→输入电压U端，这一回路电流对电容C1进行充电，其充电电流如图中电流，所示。在Cl上充到右“+”左“-”的直流电压，如图中所示，在Cl上的充电电压的大小为输入电压U负半周的峰值电压。注意：输入电压U负半周是一个正弦电压的半周，但是Cl两端充到的电压是一个直流电压，这一点茌理解中一定要注意。
在交流输入电压U为负半周2期间，由于负电压通过电容Cl加到VD2正极，这是给VD2加的反向偏置电压，所以VD2截止，负载电阻Rl上没有输出电压。
(2) VD2导通分析。交流输入U变化到正半周3期间，这一正半周电压经C1加到VD1的负极，这是给VD1加的反向偏置电压，所以VD1截止。同时，这一输入电压的正半周电压和Cl上原先充到的右“+”左“-”充电电压极性一致，即为顺串联。图5-34所示是这时的等效电路，图中将充电的电容用一个电池E表示，VD1已开路。
从这一等效电路中可以看出，输入电压U的正半周电压和Cl上的充电电压（也即图5-34中电池E）顺串联之后加到二极管VD2的正极，这时给VD2加的是正向偏置电压，所以VD2导通，其导通后的电流回路是：输入电压U端→C1→VD2正极→VD2负极→Rl→地端，即构成回路，其电流如图中电流，所示。这一电流从上而下地流过负载电阻Rl，所以输出的是正极性直流电压。
由于VD2导通时，在负载电阻Rl上是两个电压之和，即为交流输入电压U峰值电压和C1上原来充上的电压，因此在Rl上得到的是交流输入电压峰值两倍的直流电压，所以称此电路为二倍压整流电路。
2．电路分析小结
(1)倍压整流电路可以有N(N为整数)倍电压整流电路，在电子电路中常用二倍压整流电路。
(2)倍压整流电路的特点是在交流输入电压不高的情况下，通过多倍压整流电路可以获得很高的直流电压。
(3)倍压整流电路有一个不足之处，就是整流电路输出电流的能力比较差，具有输出电压高、输出电流小的特点，所以带负载的能力比较差，在一些要求有足够大输出电流的情况下，这种整流电路就不合适了。
(4)倍压整流电路在电源电路中的应用比较少，主要用于交流信号的整流电路中，例如在音响电路中用于对音频信号的整流，在电平指示器电路中就常用二倍压整流电路。
(5)掌握二倍压整流电路的工作原理之后，再分析三倍压或Ⅳ倍压整流电路的工作原理就相当方便了。
(6)二倍压整流电路中使用两只整流二极管，三倍压整流电路中使用三只整流二板管，依次类推。
3．电平指示器中实用倍压整流电路工作原理分析及理解 W530-02HT
图5-35所示是单级发光二极管电平指示器。VD2是发光二极管，VT1是电路中发光二极管VD2的驱动三极管，VD1、Cl和VT1发射结构成二倍压整流电路，Rl是发光二极管VD2的限流保护电阻。
这一电路中的倍压整流电路是一种变形的电路，前面介绍的二倍压整流电路中有两只整流二极管，可这一电路中只有一只整流二极管VD1，另一只整流二极管是三极管VT1的发射结（基极与发射极之间的PN结，相当于另一只整流二极管），图5-36所示是这一倍压整流电路的等效电路。
从这一等效电路中可以看出，这是一个标准的二倍压整流电路，只是第二只整流二极管采用了驱动管VT1的发射结。
二倍压整流电路整流输出的直流电压加到了三极管VT1基极，这是一个正极性的直流电压，这一直流电压作为VT1的直流偏置电压，使VT1导通。
在VT1导通之后，VT1有了基极电流，也有了集电极电流，其集电极电流流过发光二极管VD2，使发光二极管发光指示，表示有交流输入信号。
交流输入信号的幅度越大，二倍压整流电路输出的直流电压越大，使VT1基极电流越大，其集电极电流越大，流过VD2的电流越大，VD2发光越强。
通过上述电路分析可知，通过VD2发光亮度的强弱变化，可以指示交流输入信号的幅度大小，这就是单级发光二极管电平指示器的电路功能。
关于这一电路分析，还要说明下列几点。
(1)分析这一变形的二倍压整流电路时，如果不了解三极管VT1基极与发射极之间的PN结可以起整流二极管的作用，那么这一电路中的倍压整流电路的工作原理就无法正确理解，也就不能理解这一电平指示器电路的工作原理。
(2)这一电路中的三极管VT1工作在整流、放大状态，它不同于一般工作于放大状态的三极管。工作于放大状态的三极管有专门的直流偏置电路，由直流工作电压提供恒定的直流工作电流。工作在整流、放大状态的三极管则没有专门的直流偏置电路，而是通过对交流输入信号整流得到直流电压作为三极管的直流偏置电压，使三极管进入放大状态，一旦没有交流输入信号时，三极管也就没有了直流偏置电压，便进人截止状态。这种三极管工作在整流、放大状态，首先是整流，然后才是放大。这种三极管电路对静态电流的消耗比较小。
(3)对典型电路的分析是比较容易的，对变形电路的分析就需要有灵活的头脑，而实用电路中有许多的变形电路，这里介绍的这种电路只是一种比较简单的变形电路。
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