多级串级整流电路及其高压输出原理

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：三级串级整流电路如图4-5所示：在空载时，当升压变压器的高压绕组电压为u1时，直流高压端输出的电压可达-6u1。下排每台电容器C2上的电压分别达-2u1，1、2、3点对地电压分别为-2u1、-4u1、-6u1。图4-5 三级串级整流电路图下面说明为什么会有上述的倍数关系。为了减小脉动系数一般是提高串级回路的工作频率，这是最有效的方法。近年来，以串级倍压整流获得高压的成套直流高压发生器发挥了电子电路的优势，使泄露试验设备越来越先进。

三级串级整流电路如图4-5所示：在空载时，当升压变压器的高压绕组电压为u₁时，直流高压端输出的电压可达-6u₁。下排每台电容器C₂上的电压分别达-2u₁，1、2、3点对地电压分别为-2u₁、-4u₁、-6u₁。上排电容器串中最左一台电容器C₀上的电压为u₁，其余两台电容器C₁上的电压均为2u₁。由于升压变压器a端的对地电压的极性是周期性变化，因此上排1′、2′、3′各点的对地电压均是脉动性的，1′点的对地电压为0～2u₁，2′点对地电压为2u₁～4u₁，3′点的对地电压为4u₁～6u₁。

图4-5 三级串级整流电路图

下面说明为什么会有上述的倍数关系。

设投入电源后，在第一个半波里升压变压器a点对地电位为正时，变压器经VD₁对C₀充电，在不计装置压降等其他因素下，C₀将充电到电压u₁；第二个半波电源变压器a点对地电位为负时，因C₀上已存有电压u₁，所以1′对0之间的电压为u₁与C₀叠加后的电压等于-2u₁，经过VD₂使下排最左一个电容器C₂充电，C₂上的最高电压可达-2u₁；第三个半波里，a点对地电位又变为正，由于C₂上的电压等于-2u₁，故1点和a点之间的电压为3u₁，此电压通过VD₃对上排左边的两个电容器C₀、C₁充电，则可使C₀和C₁的串联电压达到3u₁。由于在第三个半波和上述第一个半波相同，变压器经VD₁把C₀充电到u₁，故2′与1′间的C₁在此半波里将充电到2u₁；第四个半波时，2′对0的电压可达-4u₁，这个电压经VD₄对下排左边的两个电容器充电，可使2点对0点的电压达到-4u₁；第五个半波经VD₅对上排C₀、C₁、C₂充电可使3′点电压达到5u₁；第六个半波经VD₆对下排三个电容器充电，使3点最后输出电压等于-6u₁。

由于输出电压的脉动系数是直流高压发生器的重要技术指标之一，所以要求脉动系数应小于1.5%。为了减小脉动系数一般是提高串级回路的工作频率，这是最有效的方法。提高工作频率可使电压降、电压脉动及脉动系数都减小。

近年来，以串级倍压整流获得高压的成套直流高压发生器发挥了电子电路的优势，使泄露试验设备越来越先进。由于仪器本身设有过电压、过电流、击穿和零位保护性能，加上工艺设计先进、外形美观、体积小、重量轻、携带方便，为现场试验提供了极为方便的条件，如KGF系列、JGS系列、JGF系列、ZGS系列和ZJF系列等。

多级串级整流电路及其高压输出原理

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