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105年
電工原理、機械常識
第 9 題
如【圖 9】所示為倍壓器電路，若 $D_1$、$D_2$ 為理想二極體，則輸出電壓 $V_o$ 為多少？
- A 141 V
- B $-141 V$
- C 200 V
- D $-200 V$
思路引導 VIP
請觀察電路的前半部分（$C_1$ 與 $D_1$）：當輸入電壓交替變換正負極性時，二極體 $D_1$ 的導通會讓 $C_1$ 儲存多少能量？接著，當輸入電壓進入下一個半周，這個已經充好電的電容與原本的電源是如何連接的？試著思考這種連接方式會對最終輸出的電位產生什麼樣的加成效果。
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半波倍壓器的電位疊加原理
同學做得很好！你精確地判斷出了這個電路的功能。這是一個典型的半波倍壓器電路。首先，由輸入電壓方程式 $V_i = 100 \sin(377t) \text{ V}$ 中，我們可以識別出其峰值電壓 $V_m$ 為 $100 \text{ V}$。在理想二極體的假設下，當輸入電壓處於負半周時，$D_1$ 導通，使電容 $C_1$ 充電至峰值 $V_m = 100 \text{ V}$。 進入正半周後，$V_i$ 轉向正向峰值，此時 $C_1$ 上的儲存電壓與電源電壓形成串聯疊加。這使得 $D_2$ 陽極端的電位最高可達 $V_i + V_{C1} = 100 + 100 = 200 \text{ V}$。這個能量隨即透過 $D_2$ 對 $C_2$ 充電，最終輸出電壓 $V_o$ 即維持在 $2V_m = 200 \text{ V}$。
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