电压倍增器

电压倍增器是一种电路，其从下变频AC电功率电压为更高的直流电压，通常使用的一个网络的电容器和二极管。

电压倍增器可用于为电子设备产生几伏特的电压，为高能物理实验和雷电安全测试等目的可产生数百万伏特的电压。最常见的电压倍增器类型是半波串联倍增器，也称为Villard级联（但实际上是Heinrich Greinacher发明的）。

虽然该乘法器可用于产生数千伏的输出，但各个组件的额定值不需要承受整个电压范围。每个组件仅需要关注其自身端子之间以及与之直接相邻的组件之间的相对电压差。

通常，电压倍增器在物理上会像梯子一样布置，以使逐渐增加的电压电势没有机会跨接至电路的低得多的电势部分。

请注意，在乘法器的电压差的相对范围内需要一定的安全裕度，以便梯形图可以承受至少一个二极管或电容器组件的短路故障。否则，单点短路故障可能会连续过电压并破坏乘法器中的每个下一个组件，从而可能破坏整个乘法器链。

电压倍增器可以由交叉耦合的开关电容器类型的电压倍增器的级联形成。当电源电压为1.2 V或更低时，通常使用这种类型的电路代替Dickson乘法器。随着输入电压的下降，迪克森乘法器的功率转换效率越来越差，因为与输出电压相比，跨二极管的晶体管两端的电压降变得更加重要。由于交叉耦合电路中的晶体管不是二极管布线的，因此压降问题并不是那么严重。

这种特性带来了优于Dickson乘法器的另一个优势：以两倍的频率降低了纹波电压。纹波频率的增加是有利的，因为它易于通过滤波去除。每个阶段（理想电路中）将输出电压提高峰值时钟电压。假设该电平与DC输入电压相同，则n级乘法器将（理想情况下）输出nV _in。交叉耦合电路中损耗的主要原因是寄生电容，而不是开关阈值电压。发生损耗是因为在每个周期中一些能量必须充入寄生电容。

用于CRT的高压电源通常使用倍压器和由CRT本身的内部和外部aquadag涂层形成的末级平滑电容器。CRT以前是电视机中的常见组件。电压倍增器仍然可以在现代电视，复印机和防虫器中找到。

高压倍增器用于喷漆设备中，最常见于汽车制造厂。在喷漆器的喷嘴中使用输出电压约为100kV的倍增器，对雾化的涂料颗粒进行充电，然后将其吸引到要喷涂的带相反电荷的金属表面上。这有助于减少使用的油漆量，并有助于铺展均匀的油漆层。

高能物理中常用的一种电压倍增器是Cockcroft-Walton发生器（由John Douglas Cockcroft和Ernest Thomas Sinton Walton设计用于粒子加速器，用于研究中，并于1951年获得诺贝尔物理学奖） 。