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多倍压器

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Villard级联多倍压器。(Villard cascade voltage multiplier.)

多倍压器是一种电子电路 ,能够把从交流电电源提供的较低电压转换至较高的直流电压,通常使用一个电容器二极管的网络。

多倍压器可以用来生成几十到几百的电压,给家电使用,也能生成数百万伏特,给如高能物理实验和闪电安全检测等目的使用。 最常见类型的多倍压器是半波串联多倍压器(half-wave series multiplier),也称为Villard级联(但实际上由 Heinrich Greinacher 发明)。

运作

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假设交流电源的峰值电压为+Us,并假设当充电时,C值是足够高的,以允许这一电流流动没有明显的电压变化,那么这个级联的(简化的)工作过程如下:

在+Us =100V的情况下,描述运作的图解
  1. 负峰值(-Us):通过二极管D1 ,电容器C1 充电至Us V (电容器左右板之间的电位差 是Us)。
  2. 正峰值(+Us):C1 的电压和电压源的电压加在一块,从而透过D2将C2 的电压充至2Us
  3. 负峰值:C1 的电压已经下降到0 V,因此允许通过D3 将C3 的电压充到2Us
  4. 正峰值 :C2 的电压上升到2Us (类似于步骤2),也把C4 的电压充到2Us, 输出电压(C2 和C4下的总和电压)上升直到达到4Us

在现实上,C4 的电压要达到完全充满(full voltage),需要更多的周期。 每一个额外的两个二极管和两个电容器组成的阶段,借由两次峰值交流电压,增加输出电压。