一种电压乘法器是专业的整流器产生输出的电路，理论上是交流输入峰值的整数倍，例如，2、3或4倍的交流输入峰值。因此，可以从一个100vpeak AC电源使用倍频器获得200 VDC，从一个四倍频器获得400 VDC。实际电路中的任何负载都会降低这些电压。
我们首先要多种类型的电压倍增器 - 电压倍增器（半和全波），电压三倍，电压四倍体 - 然后使一些关于电压乘法器安全性的一般注意事项，并使用CockCroft-Walton倍增器完成。
电压倍增应用是一种能够使用240 VAC或120 VAC电源的直流电源。电源使用一个开关选择的全波桥从一个240伏交流电源产生大约300伏直流电。开关的120v位置将电桥重新连接成一个倍压器，从120伏交流电产生大约300伏的电压。在这两种情况下，都产生了300 VDC。这是开关稳压器的输入，产生较低的电压，供个人电脑供电。
下图（a）中的半波电压倍增器由两个电路组成：在图中（b）和峰值检测器（半波整流器）的夹持器，其在下图（c）图中以修饰的形式示出。C2已被添加到峰值检测器（半波整流器）中。
半波电压倍增器（A）由（b）由夹板和（c）的半波整流器组成。
半波倍压器工作电路分析
根据上图(b)， C2在交流输入的负半周充电到5v(考虑二极管降为4.3 V)。右端由导电性D2接地。左端在交流输入的负峰处充电。这是操作cl。
在正半周期期间，半波整流器在上面的图（c）中发挥作用。二极管D2超出电路，因为它是反向偏置的。C2现在与电压源串联。注意发电机和C2，系列助手的极性。因此，整流器D1在Sinewave的峰值，从发电机的峰值和C2的5V中看到总共10V。D1进行波形V（1）（图下面），将C1充电到5 V DC上的正弦波峰的峰值（下图V（2））。波形V（2）是倍增器的输出，在几个正弦波输入循环后，在10 V（8.6V下降）下稳定10 V（8.6V）。
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* SPICE 03255.EPS C1 2 0 1000P D1 1 2二极管C2 4 1 1000P D2 0 1二极管V1 4 0 SIN（0 5 1K）。模型二极管D.TRAN 0.01M 5M。 |
电压倍增器：V（4）输入。V（1）夹持阶段。V（2）半波整流器级，这是倍增器输出。
这全波电压倍增器是由一对串联堆叠的半波整流器组成。对应的netlist如下图所示。
全波电压倍增器操作分析
底部整流器在输入的负半周充电C1。顶部整流器在正半周期充电C2。每一个电容器收费5 V（考虑二极管下降4.3V）。节点5的输出是C1 + C2或10 V的串联总共（8.6V，二极管滴）。
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* 03273(香料)。eps *R1 3 0 100k *R2 5 3 100k D1 0 2二极管D2 2 5二极管C1 3 0 1000p C2 5 3 1000p V1 2 3 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.01m m .end |
全波倍压器由两个交流极性半波整流器组成。
注意下面的输出v(5)在输入v(2)偏移的一个周期内达到了完整的值。
全波电压倍增器：V（2）输入，V（3）中点的电压，输出电压V（5）电压
下面的图说明了由一对极性相反的半波整流器(a)推导出的全波倍频器。为了清晰(b)，这对负整流器被重画。两者在(c)共用一个地处合并。在(d)处，将负整流器重新连接以与正整流器共享一个电压源。这产生±5 V (4.3 V与二极管降)电源;虽然，10v是可测量的两个输出。地面参考点移动，使+ 10v相对于地面可用。
全波倍增器：（a）一对倍增器，（b）重新绘制，（c）共享地面，（d）共享相同的电压源。（e）移动地点。
一种电压三倍（下图）由倍增器和半波整流器（C3，D3）的组合构建。半波整流器在节点3处产生5 V（4.3 V）。倍增器在节点2和3之间提供10V（8.4V）在输出节点2处共15 V（12.9V）。地面。网表如下图。
电压三倍于单级整流器上堆叠的倍增器组成。
请注意，下图中的V（3）在第一个负半周期上升到5 V（4.3 V）。由于来自半波整流器的5V，输入V（4）向上移动5 V（4.3 V）。由于夹持器（C2，D2），在V（1）中的5V更多。D1将C1（波形V（2））充电到V（1）的峰值。
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* SPICE 03283.EPS C3 3 0 1000P D3 0 4二极管C1 2 3 1000P D1 1 2二极管C2 4 1 1000P D2 3 1二极管V1 4 3 SIN（0 51K）。模型二极管D.TRAN 0.01M 5M。 |
电压三倍器:v(3)半波整流，v(4)输入+ 5v, v(1)钳位，v(2)最终输出。
一种电压四倍夹是下图所示的两个双倍叠层组合。每次倍增器提供10 V（8.6V），对于Node 2的系列总量，相对于20 V（17.2 V）
网表如下图。
电压四倍夹，由两个串联堆叠的双倍频率组成，在节点2处输出。
四分桩的波形如下图所示。有两个直流输出可用：V（3），倍增器输出，和V（2）四重量输出。夹持器处的一些中间电压说明了从5V播波的输入正弦波（未示出）在更高的水平下连续钳位：在V（5），V（4）和V（1）处。严格的v（4）不是夹持器输出。这只是交流电压源符合V（3）倍增器输出。没有较少，v（1）是v（4）的夹紧版本
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* SPICE 03441.EPS * SPICE 03286.EPS C22 4 5 1000P C11 3 0 100000P D11 0 5二极管D22 5 3二极管C1 2 3 10000P D1 1 2二极管C2 4 1 1000P D2 3 1二极管V1 4 3 SIN（0 5 1K）.Model二极管D .tran 0.01米5m.end |
电压四倍机：V（3）和V（2）可用DC电压。中间波形：夹子：V（5），V（4），V（1）。
关于电压倍增器的一些注意事项在此目的是顺序。实施例中使用的电路参数（V = 5 V 1 KHz，C = 1000 PF）不提供大量的电流微安。此外，已经省略了负载电阻。加载减少了所示的电压。如果电路应由低电压下由KHz源驱动，如在实施例中，电容器通常为0.1至1.0μF，以便在输出处提供电流毫安的电流。如果乘法器从50/60Hz驱动，电容器是几百到几千微型机器，以提供数百毫安的输出电流。如果从线电压驱动，请注意电容器的极性和电压额定值。
最后，任何直接线路驱动电源（无变压器）对实验者和线路操作测试设备都是危险的。商业直接驱动的供应是安全的，因为危险电路在外壳中以保护用户。使用任何电压的电解电容面料的这些电路时，电容器将爆炸如果极性反转。这种电路应在安全屏蔽后面电源。
随着任意长度的级联半波倍增器的电压倍增器称为aCockcroft-Walton.乘数，如下图所示。当需要低电流下的高电压时，使用这个倍增器。与传统电源相比，其优势在于不需要昂贵的高压变压器——至少不需要高过输出电压。
Cockcroft-Walton x8电压倍增器;在v输出(8)。
上图中节点1和节点2左边的一对二极管和电容构成了半波倍频器。将二极管旋转45度O.逆时针，底部电容器到90O.使它如图所示（a）所示。四个倍增部分的四个级联以理论X8乘法因子级联。节点1具有Clamper波形（未示出），SineWave向上移动1x（5 V）。另一个奇数节点是SINEWAVE钳位以连续更高的电压。节点2，第一倍增器的输出，是下图中的2×DC电压V（2）。连续甚至编号节点充电到连续更高的电压：V（4），V（6），V（8）
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D1 7 8二极管C1 8 6 1000 p D2 6 7二极管C2 5 7 1000 p 6二极管D3 5 C3 4 6 1000 p D4 4 5二极管C4 3 5 1000 p D5 3 4二极管C5 2 4 1000 p D6 2 3二极管D7 1 2 3二极管C6 1000 p C7 2 0 1000 p C8 99 1 1000 p D8 0 99二极管V1 0罪(0 5 1 k)得二极管d .tran 0.01 m 50 m指标。最终 |
cockcroft-walton（x8）波形。输出为v（8）。
如果没有二极管滴，则考虑两个二极管滴（10-1.4）= 8.6V是逼真的，每个倍增器产生2Vin或10 V。总共有4名倍增器，预计4·8.6 = 34.4 V超出40 V.
咨询人物以上，v（2）是对的;然而，V（8）是<30 V而不是预期的34.4 V. CockCroft-Walton乘数的Bane是每个附加阶段增加了比前一级的额外阶段少。因此，存在对阶段数量的实际限制。可以通过对基本电路的修改来克服这种限制。[Abr]还请注意，与之前的5毫秒相比，40毫秒的时间尺度。它需要40毫秒的电压上升到这个电路的终端值。上图中的网表有一个“。”Tran 0.010m 50m”命令将仿真时间延长至50 msec;然而，只有40毫秒。
CockCroft-Walton乘法器用作最高可达2000 V的光电倍增管的更高效的高压源。[Abr]此外，管有很多打拿极，需要连接到低电压“偶数”节点的端子。乘数水龙头的系列串取代了以前设计的发热电阻分压器。
AC线路操作CockCroft-Walton倍增器为“离子发生器”提供了用于中和静电电荷和空气净化器的高电压。
相关工作表:
使用Cockcroft Walton乘数，我可以从5V输入中获得220V吗？
还是从12v或24v输入到240v 50/60Hz输出?
伟大的解释!我发现它非常有用，不言自明。
但我想指出的是，在三倍压电路中，我猜D1和D3应该是反向的。如果D1不被反转，那么C1上的输出实际上是零。然后连续地，D3需要反向否则C1和C3之间的电压会相互抵消。
谢谢!