初考-電子工程電子學大意107 年第 20 題單選題
如圖所示整流電路,D1 耐壓至少為多少?
B正確答案
變壓器二次側峰值電壓Vm,倍壓整流電路中D1需承受2Vm反向電壓,耐壓至少為2Vm。
為什麼答案是 B
D1截止時,C2已充電至Vm(由D2充電),變壓器二次側同時輸出Vm(反向),兩者串疊使D1承受2Vm反向電壓,故耐壓至少2Vm。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 變壓器二次側峰值電壓Vm,倍壓整流電路中D1需承受2Vm反向電壓,耐壓至少為2Vm。
倍壓整流電路:電容充至Vm,D1截止時承受Vm(電容)+Vm(變壓器)=2Vm反向電壓。
逐選項分析
A✕ 陷阱
只考慮變壓器二次側峰值電壓,忽略電容C2已充電至Vm的疊加效果,低估D1所需耐壓。
B✓ 正確
D1截止時,C2已充電至Vm(由D2充電),變壓器二次側同時輸出Vm(反向),兩者串疊使D1承受2Vm反向電壓,故耐壓至少2Vm。
C✕
3Vm無對應的電路分析依據,電路中只有兩個電容與兩個二極體,不會產生3倍峰值電壓的耐壓需求。
D✕
4Vm為四倍壓電路才會出現的耐壓需求,本題電路僅為全波倍壓整流,不適用。
全波倍壓整流電路各元件工作分析
| 狀態 | 導通元件 | 截止元件 | 截止元件承受反向電壓 |
|---|
| 正半週(Vm正向) | D1導通,C1充電至Vm | D2截止 | D2承受:C1電壓Vm+Vm=2Vm |
| 負半週(Vm反向) | D2導通,C2充電至Vm | D1截止 | D1承受:C2電壓Vm+Vm=2Vm |
| 輸出電壓 | — | — | Vo = C1+C2 = 2Vm(全波倍壓) |
考生常誤以為D1耐壓只需承受Vm(變壓器二次側峰值),忽略C2在負半週已充電至Vm。當正半週來臨時,D1截止,C2的Vm與變壓器正向Vm疊加,使D1兩端反向電壓達到2Vm,這是倍壓電路設計二極體耐壓的核心考點。