开云-倍压检波

倍压检波 时候：2024-12-14 20:19:39 手机看文章

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1、媒介

将交变电压旌旗灯号转换成直流旌旗灯号，需要进行整流，或说检波。为了提高检波的效力，有的利用利用了倍压检波。乃至有的时辰利用了四倍压检波。固然了，这些电路的工作根本，都是基在二极管的单领导通特征。昨天，看到B站伴侣扣问倍压检波的道理。下面测验考试着连系 LTspice 电路仿真来讲明倍压检波的道理。

2、仿真成果

我们起首在 LTspice中搭建一个半波检波电路。旌旗灯号源输出峰峰值为2V ，1kHz 的交换旌旗灯号，二极管检波负载为 RC电路，电阻为 1k欧姆，电容为 1微法。仿真以后，不雅察 10ms 以内的输出波形。可以看到在负载电阻上呈现了波动直流。这个波动有点年夜，可以增添RC数值来加以改良。将电阻R1增添到10k欧姆，利用 PYthon 绘制仿真成果，如许看起来比力清晰。可以看到输出直流波动削减了。直流距离交换峰值之间的 0.6V的压差，是因为 二极管前领导通电压酿成的。

▲ 图1.2.1 半波检波成果▲ 图1.2.2 负载为 10k时对应的半波检波成果

接下来，在本来的电路根本上，增添一个电容和一个二极管。构成倍压检波。请大师留意它们的毗连体例。特殊是二极管的极性向上。这里电容 C2 取 1微法。下面介绍一下工作道理。

对这个倍压检波， 我们阐发前面两个周期的输入交换电旌旗灯号感化下电路的工作课程。假定第一个是正半周电压，这个上升的电压经由过程C2，耦合到D1，经由过程D1 给负载充电。此时 D2 是反向截止的。在输入电压到达峰值的时辰，电容C2 也充有左正右负的电压。接下来，对负半周，输入旌旗灯号经由过程C2 耦合到二极管 D1，D2。D1截止，D2 导通，给C2 反向进行充电。成果 C2 构成左负右正的充电状况。

接下来的正半周。输入旌旗灯号从头经由过程C2 给D1施加电压。此时，因为C2在前面已充有电压，假定抱负环境下，这个电压与输入旌旗灯号的峰值不异。那末在输入旌旗灯号到达峰值的时辰，在 D2，D1毗连处就会构成 两倍峰值的电压。这个电压颠末 D1 给负载充电，抱负环境下也会使得负载电压上升到2倍峰值电压。这个进程反复进行，终究，输出会到达输入旌旗灯号峰值的两倍。这也就是倍压检波的根基道理。倍压检波进程的理解复杂度与全桥整流理解复杂度根基上相当。

▲ 图1.2.3 倍压整流对应的电压旌旗灯号波形

下面， 我们别离不雅察输入旌旗灯号 中心节点和输出旌旗灯号的电压波形。在 LTspice仿真成果窗口中，曲线看不太清晰，仍是将成果导入 Python 绘制出仿真成果。蓝色旌旗灯号为输入的峰峰之为 2V的电压旌旗灯号。橙色旌旗灯号是中心 D2 二极管上的电压旌旗灯号。可以看到它最低电压为-0.7V摆布，最高电压为3.3V，比4V电压，也就是两倍的输入旌旗灯号峰值电压小了 0.7V。对比电路图，D2上的电压规模，最低是由它的导通电压钳位在 -0.7V，最高电压是3.3V，这个电压颠末D1 以后，酿成了 2.6V摆布。终究给负载电容充电。由此可以看到，输出终究的电压与理论的两倍输入电压峰值之间 ，还相差了两个二极管导通电压降。在仿真成果中， 可以看到 绿色的输出电压曲线的平均值为 2.6V摆布。

下面将输入旌旗灯号幅度提高到20V，不雅察与拆下仿真成果。可以看到输出倍压幅度也提高了。不外仿佛输出电压旌旗灯号平均值年夜约为 34V，距离2倍压40V相差了 6V摆布，这比两个二极管前领导通电压要年夜。这是为何呢？。这是由于此时，输出RC负载放电电流也增添了，充电还没有到达峰值变最先降落了。提高负载电阻，将其增添到100k欧姆，此时，检波输出就比力安稳了。输出的平均电压也增添了。 中心二极管上的峰值电压为38.9V，输出电阻的峰值，到达了38.3V。这就比两倍的二极管导通电压只是增添了四分之一摆布。

▲ 图1.2.4 在输入电压峰值为20V是对应的检波成果

▲ 图1.2.5 负载电阻为100k欧姆是对应的成果 ※ 总 结 ※

本文简单的会商了倍压检波电路。在现实电路中，因为二极管前领导通电压的影响，输出检波电压要比输入旌旗灯号峰值的两倍要小一些。在来复式收音电机路中，可以经由过程调剂偏置电阻R1，给 倍压检波二极管发生必然的正向偏置，如许便可以减小二极管导通电压的影响，提高检波输出旌旗灯号的幅值。基在此，也能够理解多级倍压检波电路的道理。好比这里给出的就是一个四倍压检波电路。具体阐发可以拜见响应的博文介绍。

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