双倍压器

Question

电压倍增器，就像那些接近Cockroft-walton倍增器的一个阶段，是众所周知的。它们可以使交流输入的电压翻倍，在变压器的输出端也很有用。当然，代价是输出电流是输入电流的一半。我的问题是:是否存在一种电路(希望是模拟的无源电路)，而不是变压器，来执行双重任务:输入交流电，输出交流电(甚至是直流电)，输入电压是输入电流的一半，输出电流是输入电流的两倍。

洞察:这将足以找到一种方法，在2个电容器串联充电和放电并联。

Answer 1

你可以建立这样的电路，但它需要一些有源设备。你不能只用二极管和电容器。这是1除以8，输入是市电交流输出是直流电。它在4W时的效率约为85%。它可以在几个方面进行改进，但就目前而言，它非常简单:

R10是负载。在这个例子中，它绘制了大约4W与220VAC输入(输出电压约32V)。你不可能在不大幅降低效率的情况下再画更多。

这是它的工作原理:当输入交流正弦为正时，PMOS是阻塞的，并且串联的8个电容通过顶部二极管D30和所有串联的霰子(PMEG6030)(其他二极管不导电)充电。所以每个电容器最终以VIN/8充电。当正弦为负时，D30停止导电，但PMOS仍有导电。这使得所有的MMDB3004导电和8个电容器成为所有并联。然后电荷转移到输出电容C4。

事实上，这和电荷泵的工作原理一模一样。你可以通过调整电容器和二极管的数量来除以你想要的数，而不是8。当然，如果数量过多，会影响效率。

这个电路工作在半波(一半充电，一半放电)。全波运行是可能的，但会变得复杂得多。

还要注意组件的选择非常关键。除了串联的霰弹二极管外，所有二极管都必须承受市电电压。霰弹枪和电容器必须承受最大输出电压(输入电压除以8)。PMOS必须能承受市电电压，且RDSon较低，否则效率会下降很多。R1必须是额定市电电压。

最后，从安全的角度来看，我不推荐这种电路，因为它没有隔离。此外，每个组件的尺寸使它并不比一个小型变压器更紧凑。可能也不便宜，考虑到所需的组件数量(当除以一个高比率时)，并考虑到所需的场效应晶体管(尽管可以反转整个电路，使用更便宜的n通道场效应晶体管)。总之，这条赛道实际上并不是最好的选择。

Answer 2

也许使用双电容?是这样的:

从概念上讲，当电压倍增器中的电容在节点上保持电压永不归零时，在这个电路中，电感存储能量并在一个支路中保持电流永不归零。

在这幅图中，在\${L1} $上的平均电流是\${I_{D1}} $的1.5倍(在\$D_1\$上的平均电流是1,6A)，但如果我们减小纹波，整流电流将在3.2A左右，因此\$ I_{L1} = 3.2{\text{A}} = 2* \overline{I_{D1}} $。
问题是:我们怎样才能减少涟漪?

Ngspice给了我类似的结果。