倍压整流电路

在电子电路中当后级需要的电压比前级高出整数倍而所需电流又不是很多的时候，就需要倍压电路，工作原理是利用反峰电压较高的二极管和耐压较高的电容组成。它只能用于低电流高电压的环境，不能用于大电流和高电压的环境。

倍压整流在一些需用高电压、小电流的地方，常常使用倍压整流电路。倍压整流，可以把较低的交流电压，用耐压较高的整流二极管和电容器，“整”出一个较高的直流电压。倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路1。

工作原理倍压整流是利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到各自的电容上，然后把它们按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压来。下图是一个2倍压整流电路。

R1、R2为限流电阻，RL为负载的折算值。首先在第一半周E2经V1对C1充电至E2的峰值E2m，第二半周C1上的电压和电源电压相加经V2对C2充电至2E2m。当然开始几个周期电容上的电压并不能真正充到这样高，但经过几个周期以后，C2上的电压渐渐能稳定在2E2m左右，这就是2倍压整流的原理2。

二倍压电路由变压器B、两个整流 二极管D1、D2及两个电容器C1、C2组成。其工作原理如下：二倍压整流电路e2正半周（上正下负）时，二极管D1导通，D2截止，电流经过D1对C1充电，将电容C1上的电压充到接近e2的峰值√2E2 ，并基本保持不变。e2为负半周（上负下正）时，二极管D2导通，D1截止。此时，C1上的电压Uc1=√2E2与电源电压e2串联相加，电流经D2对电容C2充电，充电电压Uc2=e2峰值+1．4E2≈ 2√2E2。如此反复充电，C2上的电压就基本上是2√2E2 了。它的值是变压器电级电压的二倍，所以叫做二倍压整流电路。

在实际电路中，负载上的电压Usc=2X1.4E2 。整流二极管D1和D2所承受的最高反向电压均为Usc 。电容器上的直流电压Uc1=E2 ，Uc2=2E2 。可以据此设计电路和选择元件1。

三倍压在二倍压整流电路的基础上，再加一个整流二极管D3和－个滤波电容器C3，就可以组成三倍压整流电路，三倍压整流电路的工作原理是：在e2的第一个半周和第二个半周与二倍压整流电路相同，即C1上的电压被充电到接近√2E2 ，C2上的电压被充电到接近2√2E2 。当第三个半周时，D1、D3导通，D2截止，电流除经D1给C1充电外，又经D3给C3充电， C3上的充电电压Uc3=e2峰值+Uc2一Uc1≈2√2E2 这样，在RFZ，上就可以输出直流电压Usc=Uc1i+Uc3≈3√2E2，实现三倍压整流。三倍压整流电路在实际电路中，负载上的电压Ufz≈3x1.4E2整流二极管D3所承妥的最高反向电压也是 电容器上的直流电压为3√2 E2。

照这样办法，增加多个二极管和相同数量的电容器，既可以组成多倍压整流电路。当n为奇数时，输出电压从上端取出：当n为偶数时，输出电压从下端取出。

必须说明，倍压整流电路只能在负载较轻（即Rfz较大。输出电流较小）的情况下工作，否则输出电压会降低。倍压越高的整流电路，这种因负载电流增大影响输出电压下降的情况越明显。

用于倍压整流电路的二极管，其最高反向电压应大于 。可用高压硅整流堆，其系列型号为2DL。如2DL2/0.2，表示最高反向电压为2千伏，整流电流平均值为200毫安。倍压整流电路使用的电容器容量比较小，不用电解电容器。电容器的耐压值要大于1.5x ，在使用上才安全可靠3。

倍压整流的故障检修以示波器为例，示波器的高频高压及显示电路是仪器的关键部分。只有示波器内各电极工作电压满足额定条件才能形成比较理想的电子束扫描出所要观察的信号波形。高压值的准确与稳定，直接影响X、Y放大器的灵敏度。高压电路常见的故障表现为：无光点、无高压振荡、聚焦不良光点关不掉、亮度暗、图形失真、调节亮度电位器时屏幕显示波形幅度随亮度而变化等。导致这些故障的原因较多，现仅对高压电路故障进行分析、排除。

（1）检测方法。示波器显示电路高压（1kV以上）的检测方法有两种：用带高压棒的直流电压量程大于一万以上的万用表直接进行测量；凭经验观察估计，方法是：先断开电源，从示波管高压嘴上取下高压帽、手持高压线（尽量离高压帽远点），然后接通电源，慢慢移动高压线使高压帽向高压嘴处靠近，大约距离高压嘴一厘米左右的间隔时，开始拉弧放电，若发出“啪、啪、啪”的响声，说明高压基本正常。

（2）故障现象及修理。（现象：光点闪动）。此故障一般是高压打火现象造成的。首先从外观检查高压嘴处，发现高压帽老化，并局部破裂，换新后故障依旧存在。靠近机身细心听，能听到高压放电的打火声，根据打火声的厉害程度，初步判定打火声是从高压套筒里传出来的。折下高压套筒取出倍压整流电路板，在断电的情况下，用万用表R×10kΩ档测量电路板上的六只硅堆（2DL5/0.2）均正常。然后接通电源，用万用表量程为2 500V的直流电压档分别测量六只耐高压电容（6 800P/3kV），结果发现电容C3-16两端实测电压指示值随打火声的出现而摆动。从外观看又发现此电容的绝缘外壳因高压打火而脱落一小块。换此电容后，高压不打火、荧光屏光点很稳定。

只有低电压的交流电源和耐压低的整流元件，而需要高于整流输入电压若干倍的直流电压时，可以采用倍压整流电路，但它的负载能力较差，只适用于直流高压小电流的中功率整流。整流电路选定，一定要注意流过二极管的平均电流ID和负载电流的关系，二极管承受的反向峰值电压和变压器次级电压的关系及电容器的耐压值2。

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石季英 - 副教授 - 天津大学