硬件设计：电源设计-倍压电路原理及应用
参考资料：简单介绍直流二倍压电路
倍压整流电路图大全(九倍压整流电路设计原理图详解)
倍压整流电路的工作原理
在电路设计过程中，当后级需要的电压比前级高出数倍而所需要的电流并不是很大时，就可以使用倍压整流电路。倍压整流：可以将较低的，整流二极管和电容器具有较高的耐压性，整出较高的直流电压。
倍压整流电路主要是利用二极管单向导通(相当于开关)的特性和电容两端电压不能突变且可以存储能量的特性，使得能量逐步往后级输送，同时线路上的电压也逐渐升高，所以就有了二倍压、三倍压、多倍压整流电路。但是由于倍压整流电路只是有二极管和电容组成，所以其只能用于低电流高电压的环境，不适合大电流和高电压的环境。
2.1.双压整流电路
图1二次压力整流电路
图1是一个简单的二倍压整流电路，其工作原理如下：
1.在U1负半周时，UAB=-U2，二极管D26导通，D截止日期，给电容C82充电，充电完成后，UC82=UCA=U2；
2.U从负半周到正半周，二极管D25导通，D26截止，此时C电源电压均向电容C85充电(电能从C82转移到C85)，即UC85=UDB=2*U2；
3.U二极管从正半周变为负半周D26导通，C82充电(补充电能)，D25截止，电容C85上的电压不变，即UC85=UDB=2*U2.后电路将始终循环第二步和第三步，使输出电压稳定在2*U2。
1.其实C85的电压不能在一个半周期内充电到两倍的压力。它必须在几个周期后逐渐倾向于两倍的压力。为了方便电路分析，后电路也假设在分析周期内达到两倍的压力。
2.若双压电路前级没有类似变压器的隔离电路，则应注意其浪涌电流的保护，以保护电路中的二极管。
3.如果电路连接有负载RL，在步骤3中，电容器上的电压会下降，然后在步骤2中通过前充电进行补充，因此在电路中会形成一定的纹波。
2.2、三倍压整流电路
图2三倍压力整流电路
图2是一个简单的三倍压整流电路，D24、D25、D26均为二极管(如1)N4148)，C82、C83、C其工作原理如下：
1.在U1正半周时，UAB=U二、此时二极管D24导通，D26、D均匀截止，给电容C83充电，充电后电容C83两端电压UC83=U2；
2.U从正半周到负半周，UAB=-U2，且电容C83两端电压不能突变，UCA=2*U二、此时二极管D26、D25导通，D截止日期，给电容C82、C85充电，充电后电容C82两端电压UDA=2*U2，C85两端电压UEB=U2；
3.U从负半周到正半周，UAB=U2.遵循电容器两端电压不能突变的原则，UDB=UDA UAB=3*U2,所以D24、D25导通，D截止日期，给电容C83、C85充电，充电完成后，C85两端电压UC85=3*U2，C83两端的电压为UC83=U2;
4.U从正半周到负半周，UAB=-U2.此时，重复步骤2和3将电能一直输送到后级，最终输出电压将保持在3*U所以电路是三倍压电路。
图3倍压电路在实际电路中的应用
图3中MP3217是一个DC/DC最高输出电压为36的升压电源芯片V，加一个三倍压电路可以将最高输出电压提高到108V，因此，您可以输出所需的70V电压。DC/DC通过电源芯片PWM控制MOS所以SW引脚上的电压相当于交流脉冲信号，倍压电路分析与2相同.1所述，DC/DC硬件设计可以阅读电源芯片的工作原理：电源设计--DC/DC详细说明工作原理和芯片。
2.3.多压整流电路(1)
图4多压整流电路(1)
图4为一个多倍压整流电路，电路工作原理与二倍压、三倍压电路相同，其分析方法也相同。
1.在U1负半周时，UAB=-U2，二极管D13导通，其他二极管截止，电容C74充电后两端电压UC74=UCA=U2；
2.U从负半周到正半周，UAB=U2，且电容C74两端电压不能突变，UCB=2*U所以二极管D14导通，其他二极管截止，电容C75充电后两端电压UC75=UDB=2*U2；
3.U从正半周到负半周，UAB=-U2.遵循电容器两端电压不能突变的原则，UDA=UDB UBA=3*U2,所以D13、D15导通，其他二极管截止，电容C74、C76充电，充电完成后，C74两端电压UC74=U2，C76两端的电压为UC76=2*U2，UEA=3*U2;
4.U从负半周到正半周，UAB=U2.遵循电容器两端电压不能突变的原则，UEB=4*U所以二极管D14、D16导通，其他二极管截止，电容C75、C77充电后两端电压UC75=2*U2,UC77=UFD=2*U2，UFB=4*U2；
5.U从正半周到负半周，UAB=-U2.遵循电容器两端电压不能突变的原则，UFA=UFD UDB UBA=5*U2,所以D13、D15、D17导通，其他二极管截止，电容C74、C78、C79充电，充电完成后，C78两端电压UC78=2*U2，所以UGA=5*U2.最终电路为五倍压电路；
6.在随后的交流电压周期变化中，不断向后电路提供电能，最终输出电压稳定。
2.4.多压整流电路(2)
图5多压整流电路(2)
图5是另一种结构的六倍压整流电路，电路工作原理与分析方法和上述电路类似，读者可自行分析；此处应注意如图5所示情况最终整流电压B点将是输出电压的正极，如果取上述电容(如C76、C78)作为最后的输出电容，则A点将是输出电压的正极。
2.5.多压整流电路(3)
图6 多压整流电路(3)
图6为另一种结构的六倍压整流电路，电路分析同上。
多倍压整流电路一的优点是每个电容上的电压不会超过变压器次级峰值电压的两倍(2*U2)，即可选择耐压值较低的电容；缺点是电容串联放电，纹波较大。
多倍压整流电路二的优点是纹波较小；缺点是对电容的耐压要求高，随着倍压的增高，电容的电压应力也随之增加。
多倍压整流电路三的优点是纹波比电路一要小很多，且电容电压应力也不超过2*U缺点是电路比较复杂。
1.在电路设计过程中，在选择电容器时应注意其耐压值。
2.可以是正弦波信号，也可以是开关脉冲信号(如DC/DC电源)。
3.考虑到电路中二极管的压降，倍压越大，前导电压越高，否则不能满足二极管导电的要求，电能不能传输到后部，也不能达到倍压的效果。
转载于：https://www.cnblogs.com/wcat/p/11234734.html