使用 555 定时器实现 DC 倍压

电容

上图是一个电容，电荷泵的升压原理如下：

给 C1 充电至输入电压 Vi

断开 C1 的正极，给 C1 负极升压至电源电压 Vi, 则C1 正极会出现一个 大约 2Vi 的电压。

上一回用猴子快速按动开关的主意实在是太愚蠢了，这回我们用方波加 2 个三极管来模拟猴子快速按开关的动作。方波用经典的 555 定时器来输出。电路图如下：

555 定时器倍压原理图

Vi 是输入，这里为 5 伏。电压不能太低，因为555 定时器的输入电压范围为：4.5 伏 到 16 伏。

Q1 为 NPN 三极管，高电平导通。

Q2 为 PNP 三极管，低电平导通。

具体过程如下：

方波输出为低时，Q1 不导通，Q2 导通，C4 充电 至 Vi

脉冲为高时，Q1 导通，Q2 不导通，C4 负极电压约为电源电压，因为二极管 D1 单向导通，C4 正极不能放电，又因为电容两端的电压不会突变，为了维持第一步中的电压 Vi, C4 正极被抬高至大约 2 倍Vi的电压，同时通过二极管 D2 传导至 C5。

注意：当方波输出低电平时，C5 正极的 2倍 Vi 的电压不会释放掉，因为有 D2 阻挡。

如同原理图中标注的：

CH1(黄色）接 C2 正极

CH2(蓝色）接方波输出

CH3(紫色）接C4 正极

示波器波形图如下：

555 定时器倍压波形图

从波形图中可以看到：

CH1: 555 定时器控制 C2 在不断地充放电

CH2: 输出方波，频率为 616 Hz, 猴子再快也按不到这么快！

CH3: C4 正极的电压 在 Vi 和 2倍 Vi 之间来回变动，不断给 C5 正极补充能量。

面包板上组装完的电路如下图：

面包板上组装完的电路

在待机状态下，该电路可提供月 8.5 伏的电压。如果将输入电压增大至 12 伏，则输出电压可增大至 20 伏。最大负载电流很小，约为 70 mA。带负载时实际处处电压约为 18伏，效率为 32%。