Ein Spannungsverdoppler ist ein elektrisches Gerät, das als Eingang Wechselstrom (AC) aufnimmt und Gleichstrom (DC) mit der doppelten Eingangsspannung normalerweise an einen Transformator ausgibt. Es gibt viele verschiedene Arten von Spannungsverdopplern, die jedoch alle im Wesentlichen auf die gleiche Weise funktionieren. Die Eingangsspannung wird durch eine Reihe von Kondensatoren geleitet, die die Ladung speichern, und durch Dioden, die die Ladung leiten. Kondensatoren und Dioden sind so platziert, dass sie die eingehende Leistung erfassen und verstärken, wodurch die Leistung letztendlich verdoppelt wird.
In seiner einfachsten Form kann ein Spannungsverdoppler nur aus zwei Komponenten bestehen, der Diode und dem Kondensator. In der Praxis funktioniert ein solches System nicht gut und erfordert die Verwendung zusätzlicher Komponenten, um eine Ausgabe in guter Qualität zu erzeugen. Diese zusätzlichen Komponenten helfen dabei, Spitzen und Welligkeiten, die während des Verdopplungsprozesses verursacht werden können, zu eliminieren, wodurch die Ausgangsspannung nützlicher wird.
Ein Spannungsverdoppler funktioniert, indem er die eingehende Spannung durch eine Reihe von Kondensatoren erfasst. Ein Kondensator fängt die Vorwärtsspannung ein und ein anderer den Strom, wenn er sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Wenn beide Kondensatoren vollständig geladen sind, wird der Strom freigesetzt. Da die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, d. h. beide auf derselben Leitung liegen, verbinden sich die beiden erfassten Spannungen zu einer einzigen Spannung, die doppelt so hoch ist wie der ursprüngliche Betrag.
Die Belastung der Schaltung bestimmt, ob ein Spannungsverdoppler die Eingabe tatsächlich verdoppelt, da eine erhebliche Belastung des Systems zu einer verringerten Eingabe führt. Die Dioden im Doppler verhindern, dass der Strom zurück zur Quelle fließt. Dies bedeutet, dass die Spannung, sobald die Spannung die Dioden passiert, sich nicht mehr rückwärts und aus dem System bewegen kann, sondern nur vorwärts. Wenn eine Diode in einem Spannungsverdoppler falsch eingebaut wird, besteht Explosionsgefahr, da Spannung versucht, durch dieselbe Stelle in das System hinein und aus ihm heraus zu gelangen.
Durch Erhöhen der Anzahl der Kondensatoren, die die Eingangsspannung auffangen, kann ein Spannungsverdoppler durch die Verwendung zusätzlicher Schaltungen dazu gebracht werden, die Eingangsspannung zu verdreifachen oder sogar zu vervierfachen. Solange die Ausgänge aller Kondensatoren in Reihe arbeiten, wird die Ausgangsspannung erhöht. Es gibt jedoch einige Sicherheitsbedenken bei einem solchen Setup. Auch eine Erhöhung der Anzahl der Stromkreise wird als wenig wirtschaftlich angesehen, ist aber bei richtiger Einrichtung effektiv.