六倍压电路的形式如下图所示,即反向倍压和正向电压
图1 反向倍压
图2 正向倍压
以图1反向倍压为例,详细说明倍压工作过程,假设电容器在半电压放电周期电源电压为方波形式,如图3所示。
图3 电源电压波形
在图1中,倍压工作流程:
当在0-t1时,电源给C1充电,D此时电源和导通C1和D1形成回路,C1端电压到达Vm。
图4 0-t1阶段
当在t1-t电源电压在2阶段反向,此时电容C可以看作是一个电压Vm的电压源,C1与电源组成2Vm的电压向C2充电,D1截止,D导通,形成充电电路,C2端电压达到2Vm,如图5所示。
图5 t1-t2阶段
当在t2-t三阶段,电源电压变为正,电容C2可以看为2Vm的电压源,C与电源串联的32Vm电压源,而C1相当于-Vm最终电源和电容的电压源C1和C2形成2Vm的电压向C3充电,D1和D2截止D3导通,C3端电压达到2Vm,过程如图6所示。
图6 t2-t3阶段
当在t3-t四阶段,电压变为反向,二极管D1、D2、D2截止,D4导通,C1、C3和电源组成4Vm的电压源,C2相当于-2Vm的电压源,C1、C2、C3.电源组成端电压为2Vm的电压源向C4充电,使得C4端电压达到2Vm,如图7所示。
图7 t3-t4阶段
当在t4-t5阶段,电压变为正向,此时C1、C2、C3、C4.由电源组成的端电压为2Vm电压源,电容C5充电,使得C5端电压为2Vm,如图8所示。
图8 t4-t5阶段
当在t5-t在6阶段,电压变为负向C1、C2、C3、C4、C5.由电源组成的端电压为2Vm电压源,电容C6充电,使得C6端电压为2Vm,如图9所示。
图9 t5-t6阶段
充电完成整个充电过程。
事实上,整个阶段并不是那么单一,第一阶段C6上面的电压开始上升,使用MATLAB仿真后,仿真图如图10所示。
图10 simulink仿真图搭建
仿真图中,AC电源为50HZ的峰峰值为200V的正弦波,C1----C6为10uf的电容(10X10-5),二极管导通电阻为0.001欧姆,正向导通电压为0.8V,缓冲电容为250X10-9。C1-C6的电容电压仿真图如图11-16所示。
图11 C1电容电压
图12 C2电容电压
图13 C3电容电压
图14 C4电容电压
图15 C5电容电压
图16 C6电容电压
可见C6充电有滞后性,而且充电最后的电压波动较小,波动主要是由于交流电压正负变化影响。倍压后的电压,即C2、C4、C6电压值,总电压如图17所示。
由于误差原因,倍压电压不是6倍,是5倍多一些。至于原因,可以后续再分析,先到这里。