通过二极管使用交流电容分压器给直流电容器充电？

Question

我需要帮助设计的是一个电路，将是电容分压器，将提供一个高的交流输入电压，但能够放电每个电容器通过二极管在一个较低的电压直流输出。我的主要目标，我怀疑这个分压器/电荷泵会做的，是给串联的电容器充电在一个较高的电压，并通过并联的二极管放电每个电容器。假设这个功能，我怀疑它可能，我将想要能够总结所有并联电容器放电后(每个电容器各自的二极管)。它会像我想的那样发挥作用吗?谢谢你的建议，很抱歉粗糙的接线图上有阴影。

我添加了第二个图，经过思考这个设计，这个图是否更有意义?

Answer 1

我有点明白你想做什么。您设计中的缺陷在于背对背二极管在每个电容器结之间产生了直流路径，这破坏了您试图使用串联电容器实现的分压器功能。

因此，我对这个问题进行了研究，并提出了一些类似的解决方案，如下所示：

在此处进行模拟：(Falstad sim）

我所做的不同之处在于，我用雷管阻断了通向二极管的直流通路，让每个串联的雷管都可以浮动。它驱动1000V交流(+-1000V峰值)，根据设计，每个帽只看到1/5，我相信这是你的意图。注意，所选择的电容值是为了平衡它们的电压降和通过二极管的电流。

这在~16VDC时提供约15mA，从1000V AC降下。齐纳二极管是防止输出在无负载情况下浮动到非常高的值（700V左右）所必需的。

要在保持电流的同时修改输入电压，请放大上限。因此，对于230VAC rms（+-325V峰值），将其放大约3倍。

值得一提的是，它的效率非常低：在高压侧流动的电流与在低压侧流动的电流大致相同。它根本不像电荷泵；没有进行阻抗转换。这就是某种飞帽电荷转移的作用。

请注意，这只是一个理论练习。我不会在工作系统中实际使用电路——效率太低，而且非常危险。

---

额外的好处:一个串联充电，并联放电的电路(而且它也很高效!)

在此处进行模拟：(Falstad sim）

这个电路使用fet来控制帽电荷。它的工作分为两个阶段:

• 充电：电容器串联充电。在充电周期结束时，每个电容器上的最大电压约为70V（325V外）
• 放电:瓶盖平行地倾倒到负载中。并不是所有的电荷都被倾倒了，只有一小部分。这是效率的关键。

控制时钟是30KHz，作为一个两相非重叠时钟开关的fet。我将把它的实际设计留给学生作为练习;我只是想在这里说明开关帽原理。重要的是，他们不重叠，以避免射门。

还有一件更微妙的事情:n - fet在放电路径上作为跟随器工作，通过门控脉冲高度粗略地设置输出电压。fet在Vout(脉冲高度- Vgs)或无负载时关闭，10V-1.5V = 8.5V。一个真实的系统可能会使用占空比。你可以用滑块来玩这个。

这将产生大约9W @ 14V的功率。

Answer 2

这是行不通的，当输入是一个很大的负电压时，有一个直接的路径通过两个二极管到输出。

解决这个问题的一种方法是用晶闸管代替二极管，一次触发一对，这使得电路更加复杂。