一、什么是倍压器？

倍压器是一种设计用于产生两倍输入电压的输出电压的电路，例如，输入为12V，输出则为24V。

使用555定时器的倍压电路是产生双倍输入电压的输出电压的有效方法。

使用555定时器设计的倍压器电路。

二、元器件清单

555定时器IC

1N4007 二极管-2

电阻10K

电阻33K

电容22uF – 2

电容 0.01uF – 2

3V-12V电池

元器件清单

三、基于555 定时器 IC 的倍压电路

下面为使用555定时器、有源无源元件设计的倍压器电路的原理图。

于555 定时器 IC 的倍压电路原理图

这里将555定时器设置为非稳态多谐振振荡器模式，产生频率将近2KHz的方波，频率由电阻R1和R2以及电容C1的值决定的。

555 定时器 IC 的倍压电路

四、倍压电路的工作原理

使用555定时器的倍压器电路可以分为两个部分来理解：非稳态模式下的555定时器和倍压器部分。

1、非稳态模式下的555定时器

在非稳态模式下，555 定时器生成具有特定频率和占空比的方波，频率和占空比由连接到 IC 引脚 2、6 和 7 的电阻器R1 和 R2 以及电容 C1 确定。

非稳态模式下的555定时器

当通电时，电容C1开始通过电阻R1和R2充电。随着 C1 两端的电压增加，它达到 555 定时器 IC 内部比较器识别的阈值（电源电压的 2/3）。

此时，引脚 3 的输出变为低电平，电容开始通过电阻 R2 放电。

当 C1 两端的电压低于另一个阈值（电源电压的 1/3）时，引脚 3 的输出再次变为高电平，充电周期重新开始。这个过程无限重复，产生方波输出。

2、倍压器

倍压部分由两个二极管（D1 和 D2）和两个电容（C2 和 C3）组成。555 定时器 IC 的方波输出用于按特定顺序对这些电容进行充电和放电，从而有效地将电容C3 两端的电压加倍。

倍压器

在方波输出的正半周期期间，二极管 D1 导通，将电容 C2 充电至输入电压电平（减去二极管的正向压降）。二极管 D2 在此期间反向偏置，防止电流流过它。结果，电容C3在正半周期期间不充电。

在方波输出的负半周期间，二极管D1变为反向偏置，二极管D2导通。电容 C2 将其存储的电压放电至电容 C3，有效地将 C3 充电至 C2 电压电平的两倍（减去 D2 两端的压降）。

输出电压是输入电压的两倍，可通过电容 C3 获得。当负载与 C3 并联时，倍压可用于各种应用。

五、倍压电路的应用

倍压器电路通常用于需要较高电压输出同时使用较低电压输入的各种应用中。其中一些应用包括：

电源：用于放大器、电视和收音机等电子设备，以产生更高的输出电压。

高压直流系统：常见于光电倍增管、X 射线机和激光系统等设备中。

静电装置：用于静电空气净化器、离子发生器和静电除尘器。

CRT 显示器：用于在阴极射线管显示器中产生用于电子枪加速的高电压。

压电器件：用于驱动需要更高电压水平的执行器、传感器和换能器。

手电筒和频闪灯：增加电压以产生更亮、更强烈的光。

电围栏：产生高压脉冲，有效威慑。

可再生能源系统：从太阳能和风能系统中的低压源升压。