一种基于倍压整流技术的并联激励升压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于倍压整流技术的并联激励升压器，交流输入信号Ui同时连接电容C1的上端、电容C3的上端、电容C5的上端、电容C7的上端，C1的下端通过二极管D1连接地，C1的下端同时依次通过二极管D2、电容C2连接地，电容C3的下端通过反向二极管连接电容C2的上端，电容C3的下端同时依次通过二极管D4、电容C4连接地，电容C5的下端通过反向二极管D5连接电容C4的上端，电容C5的下端同时依次通过正向二极管D6、电容C6连接地，电容C7的下端通过反向二极管D7连接电容C6的上端，电容C7的下端同时依次通过正向二极管D8、电容C8连接地，二极管D8、电容C8的连接点输出升压后的交流信号Uo。电容C8的连接点输出升压后的交流信号Uo。电容C8的连接点输出升压后的交流信号Uo。

【技术实现步骤摘要】
一种基于倍压整流技术的并联激励升压器


[0001]本技术涉及一种交流信号升压的技术，尤其一种基于倍压整流技术的并联激励升压器，它的所有级是并联激励的，而且所有电容器是并联的，在每一交流周期，所有级是同时进行充电，故当级数增加时，输出激励不至被减弱，故这种升压器的使用更为有效。

技术介绍

[0002]对于交流电压来说，希望得到比输入交流电压升高的交流电压，最常见的方法是利用升压变压器，将一次级的低压交流电压变为二次级的较高压交流电压。
[0003]关于该变压器，其绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，即U1/U2=N1/N2,但初级与次级频率保持一致，从而实现电压的变化。
[0004]这种常见的升压方法，优点是理论简单、输出电压较为稳定，但缺点也是非常明显的，变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身，故笨重就是该型交变电源的显著缺点，在有些紧凑型电路的设计中，不适合这种体积庞大、笨重的变压器应用。
[0005]当然也可以利用开关型电源实现升压，虽然开关变压器体积及重量皆大为降低，但电路设计却变得较为复杂，同时开关变压器仍然具有一定的重量。
[0006]可以利用电容的端电压不能突变的特性，设计一种理论比较简单、结构紧凑、重量轻巧的基于倍压整流技术的低成本升压器，输入端的较低电压交流信号，利用倍压整流技术即可很容易得到与原电压源成倍数（≥2倍）的交流电压输出，当然假设负载是空载是这类设计方案的前提，且已处于稳态。当电路加上负载后，输出电压将不可能达到脉冲幅值的倍数。
[0007]二倍压整流电路是该种技术的理论基础，在教科书常见的多倍压整流电路中，观察电容充电过程，其属于串联型的，在这种电路结构中，在每一交流周期，是像爬楼梯似的一级接一级进行电容泵唧（抽吸）充电，在爬至最后一个电容器后，最后在输出端停止充电，采用这种方法时，输出电压分配于所有的输出电容器，使得这种电路非常适宜于在极高压时使用，因为每个电容器只承担峰
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峰值的输入电压，但是由于这种电路是串联的，因此对相邻级的激励一级比一级弱，输出端的电压稳定度极差，而且负载电流增加。
[0008]设计一种改进型的基于倍压整流技术的并联激励的升压器，它的所有级是并联激励的，而且所有电容器是并联的，在每一交流周期，所有级是同时进行充电，故当级数增加时，输出激励不至被减弱，故这种升压器的使用更为有效。

技术实现思路

[0009]本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠的交流信号升压的技术。
[0010]为实现上述目的，本技术提供一种基于倍压整流技术的并联激励升压器，输入交流信号Ui同时连接泵电容C1的上端、泵电容C3的上端、泵电容C5的上端、泵电容C7的上
端，泵电容C1的下端通过反向整流二极管D1连接工作地，泵电容C1的下端同时依次通过正向整流二极管D2、泵电容C2连接工作地，泵电容C3的下端通过反向整流二极管连接泵电容C2的上端，泵电容C3的下端同时依次通过正向二极管D4、泵电容C4连接工作地，泵电容C5的下端通过反向整流二极管D5连接泵电容C4的上端，泵电容C5的下端同时依次通过正向整流二极管D6、泵电容C6连接工作地，泵电容C7的下端通过反向整流二极管D7连接泵电容C6的上端，泵电容C7的下端同时依次通过正向整流二极管D8、泵电容C8连接工作地，整流二极管D8、泵电容C8的连接点输出升压后的交流信号Uo。
附图说明
[0011]附图1、附图2、附图3用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1 是二倍压整流电路；附图2是串联型多倍压整流电路；附图3是并联激励型多倍压整流电路。
具体实施方式
[0012]所谓倍压整流技术，就是利用滤波电容的存储作用，由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压，称为倍压整流电路，倍压整流电路通常分为二倍压整流电路及多倍压整流电路，利用倍压整流技术即可很容易得到与原电压源成倍数（≥2倍）的交流电压输出。如图1所示，为二倍压整流电路。
[0013]图1所示的二倍压整流电路，U2为变压器副边电压有效值。其工作原理简述如下：当u2正半周时，A点为“+”，B点为“—”，使得二极管D1导通，D2截止；电容C1充电，电流如图中实线所示；C1上的电压极性为右“+”左“—”，最大值可达。当u2为负半周时，A点为“—”，B点为“+”，电容C1上的电压与变压器副边电压相加，使得二极管D2导通、D1截止；电容C2充电，电流如图中虚线所示，C2上的电压极性为下“+”上“—”，最大值可达。
[0014]可见，正是电容C1对电荷的存储作用，使输出电压（即电容C2上电压）为变压器副边电压峰值的2倍，利用同样原理可以实现所需倍数的输出电压。
[0015]图2为多倍压整流电路，在空载情况下，根据上述分析方法，可得，电容C1上电压为，C2~C8上电压均为。
[0016]因此，以C1两端作为输出端，输出电压的值为；以C2两端作为输出端，输出的电压值为；以C1和C3上电压相加作为输出，输出的电压值为
……
，以此类推，从不同位置输出，可获得的4、5、6、7、8倍的输出电压。
[0017]应当指出，为了简便起见，分析这类电路时，总是设电路空载，且已处于稳态；当电路带上负载时后，输出电压将不可能达到u2峰值的倍数。
[0018]仔细分析图2的电容和二极管的连接方式，其升压工作原理，在这种电路结构中，在每一交流周期，是像爬楼梯似的一级接一级进行电容泵唧（抽吸）充电，在爬至最后一个电容器后，最后在输出端停止充电，采用这种方法时，输出电压分配于所有的输出电容器，使得这种电路个非常适宜于在极高压时使用，因为每个电容器只承担峰
‑
峰值的输入电压，但是由于这种电路是串联的，因此对相邻级的激励一级比一级弱，输出端的电压稳定度极
差，而且负载电流增加。
[0019]既然图2的串联型多倍压整流电路有以上介绍的不足，图3所介绍的并联激励型多倍压整流电路可以解决如上缺点。
[0020]由图3可以看到，这种并联激励型多倍压整流电路包括8个泵唧电容C1~C8，以及8个整流二极管D1~D8，图3的所有级是并联激励的，而且如果将整流二极管D1~D8皆看做理想二极管，那么所有电容器的工作是并联的，在每一交流周期，所有级是同时泵唧（抽吸）充电，故当级数增加时，输出激励不至于被减弱，至于电路元件的数量，依然与图2的串联型升压器相同，而且这种升压器的作用更为有效。
[0021]图3的工作原理简单介绍如下，当U2为负半周时，二极管D1正向导通，为泵唧电容C1充电，C1上的电压极性为下正上负，充电电压为U2的峰
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峰值；当U2为正半周时，基于电容端电压不能突变的特性，C1上的原充电电压与输入电压U2相加，使得二极管D2导通，为电容C2充电，C2上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于倍压整流技术的并联激励升压器，其特征在于：所述并联激励升压器，输入交流信号Ui同时连接泵电容C1的上端、泵电容C3的上端、泵电容C5的上端、泵电容C7的上端，泵电容C1的下端通过反向整流二极管D1连接工作地，泵电容C1的下端同时依次通过正向整流二极管D2、泵电容C2连接工作地，泵电容C3的下端通过反向整流二极管连接泵电容C2的上端，泵电容C3的下端同时依次通...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，宁永香，崔燚，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：新型
国别省市：