有什么方法可以提高电压倍增器？

我正在使用Nixie电源，但我想对其进行改进。

• 我有4x9V串联电池，可以通过一个乘法器切换总共36V的电压。
• 甲（TTL）555定时器仅从第一9V电池运行非稳态，以产生8.5肥胖型伏方波，10kHz时（要或任何频率，我想），大约 50％的关税。
• 555输出驱动N沟道BS170 MOSFET的栅极。
• 的MOSFET漏极通过一个大约1.2KΩ电阻连接高达36V。该电阻必须尽可能低，以将电流推入：
• 一个6级Cockcroft-Walton乘法器，它在无负载时产生一个不错的〜220VDC输出。不幸的是，当与管串联的47kΩ电阻加载时，它下降到约155VDC。

我喜欢这个电路的事情：

• 它有效™
• 它可以由我可能手头上非常普通的部分构建，例如：
• 它不需要电感器。
• 它不需要诸如升压转换器之类的专用IC。
• 它仅需要具有额定电压的电容器和二极管来处理每个阶段，而不需要整个射流。
• 它使Multisim崩溃。

我对此电路不满意：

• 在〜600μA的负载下，输出电压下降至〜155VDC。
• 我太愚蠢，无法想到在乘法器上切换36V的更好方法：
• 555定时器输出为高电平时，我在漏极电阻上浪费了超过1W的功率，只是为了驱动乘法器。
• 乘法器输入电压受到漏极电阻的阻碍。

我怎么能够：

• 进行改进，使电源输出下降不到40V时可提供约10mA的电流？

我试过了：

• 用如下所示替换MOSFET驱动器部分：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

我举杯尝试了这个逆变器。如图所示，逆变器的栅极被10kΩ电阻上拉至36V。栅极充电时间可能是破坏晶体管的原因吗？

编辑：我刚刚意识到，两个逆变器FET上栅极-源极电压的最大额定值为±20V。那可以解释为什么他们炸了。嗯，也许我可以制作一个分压器来分别驱动每个栅极，而不是单个10kΩ？

• 阅读有关改进方法的Wikipedia文章：

由于这些原因，仅在需要相对较低的输出电流的情况下才使用具有多个级的CW乘法器。这些影响可以通过在下部增加电容，通过增加输入功率的频率以及使用具有方波或三角波的交流电源来部分补偿。

• 研究其他流行的Nixie电源设计，例如这些。

我怀疑更有效地在乘法器上切换36V电压对改善性能大有帮助。

编辑/摘要：更有效地在乘法器上切换36V，对于改善性能大有帮助。正如几个人所建议的，这里所谓的“推拉”是一种快速解决方案。具有单独驱动的栅极的CMOS反相器使电荷泵更加有效：

现在，在装入两个电子管时，电源电压约为216VDC，这是一个巨大的改进：

您需要从第一个原理图中去除Rd，并像第二个原理图一样使用低阻抗推挽输出。但是，正如您正确地说的那样，36v将烘烤20v Vgs FET的栅极。Vgsmax大于20v的Fet很少，而据我所知，大于30v的Fet没有。

其中的选项是使用

a）合适的电平转换器来控制FET栅极，较小的双极晶体管在这里可以很好地工作
b）栅极驱动变压器（尽管通常仅用于更高功率的应用）
c）两节电池的18v推挽驱动大约如何，但在像这样拉...

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

我在这里说明了4个阶段，显然可以扩展到更多阶段。

现在，我还没有连接上电容器。有两种选择

a）您受到最大电压的限制。在这里，您将C5连接到D1 / D2结。这样可以在每个电容器上施加低电压，但会导致高输出阻抗。虽然由Greinacher发明，但也称为Villard级联。

b）Dickson电荷泵探针，这导致低得多的输出阻抗。C5连接回C2的从动端。这意味着C5需要更高的额定电压，但是如果您可以廉价地获得具有合适额定电压的电容，那么通常可获得250v甚至400v的电容，那么这种配置的电流电压降会低得多。

$R_D$$\gg 36V$

但是请确保

• $V_{DS,max}$
• $I_{D,max}$

门上的36 V电压会损坏设备。您需要找到合适的MOSFET驱动电路。

$|V_{GSS}| < 20~V$

$R_1$$3.3 ~k\Omega$

作为电压倍增器，其电流输出与电压输出成反比。因此，要增加电流输出，您有两种选择，而无需不影响拓扑结构：

1）增加驱动电流：555可以输出200ma，bs170可以输出数ma。您可以尝试使用发射器跟随器作为缓冲区；或专用的驱动程序；

2）提高驱动电压：以最高电压运行整个设备；

如果我是您，我会先尝试直接用555驱动乘法器。如果无法提供足够的电流，请考虑采用另一种方法，例如升压转换器。

您使用哪种电池？9V电池的内部电阻可能会很高。我认为普通的碱性只能提供3安培的电流。在不考虑电路中任何损耗的情况下，输出的36V * 3A / 220V约为500mA。我认为充电电池的性能会更好。