倍压整流电路.ppt

倍压整流电路倍压整流电路倍倍压整流整流线路的路的优势•在某些电子设备中，需要高压（几千伏甚至几万伏）、小电流的电源电路因为一般整流电路的整流变压器的次级电压必须升的很高，圈数势必很多，绕制困难而倍压整流电路，在较小电流的条件下，能提供高于变压器次级输入的交流电压幅值数倍的直流电压，可以避免使用变压比很高的升压变压器，整流元件的耐压相对也可较低，所以这类整流电路特别适用于需要高电压、小电流的场合倍倍压整流整流电路路•倍压整流是利用电容的充放电效应工作的整流方式，它的基本电路是二倍压整流电路多倍压整流电路是二倍压电路的推广桥式二倍式二倍压整流整流线路路当e2正半周时，D1导通，如果负载电阻RL很大，即流过RL的电流很小的话，整流电流iD1使C1充电到 E2的电压，并基本保持不变，极向如图中所示同样，当e2负半周时，经D2对C2也充上 E2的电压，极向如图中所示跨接在两个串联电容两端的负载RL上的电压UL=U C1+U C2，接近于e2幅值的两倍所以称这种电路为二倍压整流电路桥式二倍式二倍压整流整流线路路实际上，在正半周C1被充电到幅值 E2后，D1随即截止，C1将经过RL对C2放电，U C1将有所降低。

在负半周，当C2被充电到幅值 E2后，D2截止，C2的放电回路是由C1至RL，U C2也应有所降低这样，U C1和U C2的平均值都应略低于 E2，也即负载电压是不到次级绕组电压幅值的两倍的只有在负载RL很大时，UL≈ E2半波二倍半波二倍压整流整流线路路当交流电压e2在正半周时，D1导通，C1通过D1被充电到e2的峰值 E2，极向如图4中所示在交流电压e2为负半周时，D1因受反向电压而截止，D2则受正向电压而导通在D2导通期间，电容C1上的电压E2M= E2因维持不变，其作用类似于一个直流电源它与交流电源相串联，所以，C1上的电压U C1与电源电压e2相加，经D2向C2充电，充电电压是e2+ U C1几种多倍几种多倍压整流整流电路路几种多倍几种多倍压整流整流电路路•1、下图电路是一种三倍压整流电路：几种多倍几种多倍压整流整流电路路•2、下图是另一种三倍压整流线路几种多倍几种多倍压整流整流电路路•3、改进版多倍压整流线路：几种正几种正电压转负电压电路路•1、BUCK-BOOST线路•buckboost功率级是因为输出电压和输入电压是反向的， 这种拓扑结构可以得到在幅度上， 比输入电压更高的输出电压（像升压（boost） 功率级） ， 或者更低的输出电压（像降压（buck） 功率级） BUCK-BOOST线路工作原理路工作原理在ON态， Q1此时为低电阻， RDS(ON)， 从漏极到源极， 只有很小的电压降VDS=IL ×RDS(on)。

同时电感器的直流电阻上的电压降也很小， 等于IL× RL 因此， 输入电压VI， 减去损耗(VDS + IL × RL)， 就加载到电感器L两端 在这段时间CR1是关的， 因为它是反向偏置的电感电流IL， 从输入源VI流出， 经过Q1， 到地 在开(ON)态， 加在电感器两端的电压为定值， 等于VI – VDS – IL × RL电感上的电流会随着所加的电压而增大 同时， 由于加载的电压通常必须为定值， 所以电感电流线性增加BUCK-BOOST线路工作原理路工作原理当Q1关时， 它的漏极和源极间有很高的阻抗， 所以， 流过电感L的电流不能瞬时的变化，从Q1转移到CR1 随着电感电流的减小， 电感两段的电压改变极性直到整流器CR1变为前向偏置，打开的时候， 这时电感L两段的电压变为(VO – Vd – IL × RL)， 式中的Vd是CR1的前向电压降 电感电流IL， 这时从输出电容和负载电阻的组合， 经过CR1到地注意CR1的方向和电感中电流的流向意味着输出电容和负载电阻中电流导致VO为负电压 在关态（OFF） 时， 电感两端的电压为定数， 且为(VO – Vd – IL × RL)， 为了保证同样极性的转换， 这个加载电压必须是负的（或者在开态（ON） 时为极性相反的加载电压） ， 因为输出电压为负的。

因此， 电感电流在OFF态时是减小的， 而且由于加载电压必须是常数， 所以电感电流线性减小BUCK-BOOST线路工作原理路工作原理BUCK-BOOST线路工作原理路工作原理几种正几种正电压转负电压电路路•2、利用电荷泵产生负压STEP1•第一步:开关管S1、S2导通而S3、S4关断时,VIN对飞电容Cfly充电如果开关用S1用PMOS器件实现而S2~S4用NMOS器件实现,则Vcap+=Vin-VoP(VoP为PMOS管的工作时漏源间压降),Vcap-=0；STEP2•第二步:管S1、S2关断而S3、54导通时Cfly即将部分电荷转移给Cout,直到两电容间电荷转移达到平衡,考虑到MOS开关管源漏之间的压降,此时A点输出电压为VA=Vin-Von-Vop(Von为NMOS管的工作时源漏间压降)不论Cfly和Cout为多少,如果没有内部损耗总会试图让它们两端的电压相等;STEP3•第三步:当电路状态最终达到平衡时,Cout高电位端接地，使得输出电压Vout变为-VA,当电路状态最终达到平衡时,输出端电压Vout=-(VIN-Von-Vop)•考虑电路带负载的情况,由于负载会从电路中抽取电流,负载上具有VL大小的压降VL=-IouT/((Cfly+Cs)xfosc)•最终的输出电压为:Vout=-(Vin-Vop-Von-Iout/((Cfly+Cs)Xfosc))•由上式我们了解到输出电压的大小与输入电压,输出电流及功率开关管的开关频率都有密切的关系,振荡器的频率越高,电荷泵的转换效率就越高。

但振荡器的频率是不可以无限提高的,需要由开关工作期间的导通速度决定几种正几种正电压转负电压电路路•3、单转双电压法 把两组电压相同的电源串联，形成以中心点为0电压的正负电源常用于功放等需要对称供电的场合单转双电压法•3.1图1：是最简的单转双电路，缺点是R1、R2阻值较小时，电路自身消耗功率大，阻值较大时带负载能力很弱，这种电路的实用性不强单转双电压法•3.2图2：是把图1中的电阻换成两个大电容就得到这个电路，这种电路的功耗降为零，仅适用于正负两端的负载阻抗相等或近似相等的情况单转双电压法•3.3图3：是在图1的基础上增加两个三极管，增强了负载能力，输出电流的大小取决于BG1和BG2的最大集电极电流Icm，通过反馈网络可使两路负载阻抗不等时也能保持正负电源基本对称例如：由负载阻抗不等引起Ub下降时，由于Ua不变(R1，R2分压供给恒定Ua)，使BG1导通，BG2截止，使RL2流过一部分BG1的电流，进而导致Ub上升，当RL1、RL2相等时BG1、BG2均处于截止状态单转双电压法•3.4图4：是在图3的基础上进行改进，增加的两个偏置二极管，使两个三极管偏离了死区，加强了反馈作用，使得双电源的对称性和稳定性比较好，D1、D2也可以用几十至几百欧的电阻代替。

单转双电压法•3.5图5：是在图4的基础上进行改进，比图4有更好的对称性和稳定性，它用一个稳压管和一个三极管代替了图4中的R2，使反馈作用进一步加强几种正几种正电压转负电压电路路•4、电压反接法几种正几种正电压转负电压线路路•5、专用ICME7660C 是一款 DC/DC 电荷泵电压 反转专用集成电路芯片采用成熟的AL CMOS工艺及优化的设计芯片能将输入 范围为+2.5V至+10V的电压转换成相应的 -2.5V 至-10V 的输出，并且只需外接两只 低损耗电容，无需电感，降低了损耗、面 积及电磁干扰芯片的振荡器额定频率为 10KHz，应用于低输入电流情况时，可于 振荡器与地之间外接一电容，从而以低于 10KHz 的振荡频率正常工作。