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变压器搭配二极管电荷泵整流电路赏析,外号二极管战神的特色电源设计

这个被网友叫做二极管战神的电路,是一款带中心抽头高频变压器隔离电源方案,原边由 CD4047 振荡器输出互补 PWM 驱动两只三极管推挽,副边没有采用常规的全桥整流,而是靠二极管 + 电容搭建电荷泵结构做多路正负电源输出,对比普通整流方案,它能用一组副边绕组同时生成多路独立正负电压,二极管数量多、排布巧妙,所以圈内戏称二极管战神,多用于隔离栅、小功率多路隔离供电场景。常规多路电源一般要多组副边绕组,这个拓扑靠电荷泵复用同一组绕组,简化变压器绕制,但是二极管、电容数量变多,对器件耐压、漏电流有要求,是很有巧思的小众隔离电源设计。

电路模块清单

  1. 振荡驱动模块:CD4047 多谐振荡器,搭配 RC 设置振荡频率,输出一对互补 Q/Q 非方波
  2. 原边推挽驱动:两只 S9014 三极管,基极回路串联隔直电容,驱动中心抽头变压器原边
  3. 高频变压器:中心抽头推挽变压器,多路副边绕组,实现电气隔离
  4. 副边整流电荷泵(二极管战神核心):1N4148 二极管 + 2.2uF 储能电容组合,半桥叠加、电荷泵升压,同时出正压、负压
  5. 滤波输出:后端大容量电解电容稳压滤波,分出 A、B、C 多路正负供电轨

和传统整流方案对比表

方案绕组需求二极管数量输出特点适合场景
全桥整流一路绕组一路电压4 只单路正压,电路简单单路隔离供电
中心抽头全波整流一路绕组一路电压2 只单路正压,压降小中小功率单输出电源
二极管战神电荷泵方案一组绕组可做多路多只二极管同一绕组同时生成多路正负电压小功率多路隔离栅供电

关键工作流程

  1. CD4047 起振,输出两路交替的互补 PWM 信号
  2. PWM 轮流导通两只三极管,电流交替从中心抽头两侧流入变压器原边,副边感应出高频交流
  3. 副边交流进入二极管电荷泵网络,正半周给一组电容充电,负半周叠加电荷
  4. 不同二极管节点取出叠加后的正电压、负电压,电容滤波之后形成多路隔离电源
  5. 多路输出互相隔离,给隔离栅电路提供正负偏置

该设计优缺点

  • 优点:变压器绕组少,绕线简单;单绕组实现多路正负隔离输出;拓扑巧妙,节省磁件成本
  • 缺点:二极管压降累积,效率偏低;对二极管反向耐压要求高;电容要选低漏电流型号;负载能力弱,只适合小电流

【相关 FAQ】

问题 1:外号二极管战神的变压器电路,为什么叫二极管战神?

回答 1:外号二极管战神的变压器电路,因为它不用传统全桥,大量使用二极管搭配电容组成电荷泵整流网络,二极管数量多、排布巧妙,靠二极管电荷泵实现多路正负隔离电源,所以网友戏称二极管战神。

问题 2:二极管战神这个变压器电源方案,原边是用什么芯片做振荡驱动?

回答 2:二极管战神这个变压器电源方案,原边振荡驱动芯片是 CD4047,它产生互补的两路 PWM 方波,驱动推挽三极管来驱动中心抽头变压器。

问题 3:二极管战神变压器电荷泵整流电路,适合做大功率电源吗?

回答 3:二极管战神变压器电荷泵整流电路二极管压降叠加、带载能力弱,只适合小电流、小功率的多路隔离栅供电场景,不适合大功率电源。

【参考资料】

[2026-11-09](变压器这样整,算是玩明白了。二极管战神,设计真的挺有意思!)电子工程专辑

[2026-11-09](变压器这样整,算是玩明白了。二极管战神,设计真的挺有意思!)面包板社区

【免责声明】

本文仅为网友分享的二极管战神趣味硬件电路原理整理,该拓扑属于小众自研方案,不是标准商用电源拓扑;实际量产要复核二极管耐压、电容漏电流、变压器漏感、带载稳定性,不可以直接照搬用于量产产品。