电源和制造方法与流程

技术领域

本发明涉及高压电源，并且更特别地涉及包括倍增器组件的高压电源和制造具有倍增器组件的高压电源的方法。

背景技术：

高压电源已经存在许多年。在一种类型的常规高压电源中，多级电路拓扑（通常称为Cockroft Walton倍增器）用于提供大于供给电压的输出电压。Cockroft Walton倍增器的最常使用的构造包括通过二极管的极化集合横向连接到第二串电容器的第一串电容器。二极管的取向确定串末端处的输出极性。该倍增器电路拓扑很多时候还根据多级来描述，每一级包括电容器对和二极管对。每一级可以连接到另一级以形成多级倍增器电路。

注入到倍增器电路的第一串电容器中的AC电压源或脉冲DC电压源可以使电荷以添加每一后续级的电压的方式在每一个电容器中流动。第二串或DC串的末端处的电压逼近输入电压乘以倍增器中的级数的两倍那么大。在该配置中，每一级中的部件，包括两个二极管和两个电容器，可能经受输入电压而非电源的总电压输出。因此，倍增器电路可以利用具有比否则如果它们经受电源的总电压输出则将使用的更低的设计限制的标准部件。

该常规Cockroft Walton电源的实际示例被描绘在图2中。如所示，由标准电子部件构造12级倍增器，其中倍增器的每一级包括两个15 kV二极管和两个1000 pF、15 kV电容器。所描绘的电源组件近似9英寸长。对经包装的变压器进行赋能以产生近似8.5 kVAC的供给电压。利用该供给电压，所描绘的电源可以利用额定电压为15 kV或更小的个别部件生成近似100 kV的输出电压。

至少部分地由于Cockroft Walton电源生成大输出电压的能力，Cockroft Walton电源在这些年来已经被用在许多应用中。然而，该类型的倍增器电路不是没有缺陷的。例如，取决于应用，在电源中生成的过大电场可能造成离子化、功率损失、飞弧和击穿或其组合。为了避免这些负面影响中的一个或多个，可以将常规Cockroft Walton电源（诸如图2中描绘的那个）浸没在绝缘液体或气体中。绝缘液体或气体可以防止由电源生成的大电场所引起的飞弧。

在Cockroft Walton电源的一些常规实施方式中，倍增器部件依赖于每一个部分从另一部分悬挂并且使用松散受控的机械附连技术而被松散地焊接在一起。在制作或使用期间部件的间隔中的变化可能造成性能中的变化和可能的故障。此外，这样的常规倍增器的长度和直径很多时候与大外壳相关联。

技术实现要素：

本发明提供一种用于电源的倍增器组件。在一个实施例中，倍增器组件可以是电气和机械耦合在一起以形成第一电容器串和第二电容器串的电容器和支撑元件的堆叠。每一个支撑元件可以电气和机械连接第一电容器串中的相邻串联电容器。此外或可替换地，每一个支撑元件可以电气和机械连接第二电容器串中的相邻串联电容器。

在一个实施例中，倍增器组件可以包括功率输入、功率输出、第一多个电容器和第二多个电容器。第一多个电容器可以电气和机械耦合以形成第一电容器串，其可以连接到功率输入。第二多个电容器可以电气和机械耦合以形成第二电容器串，其可以连接到功率输出。第一和第二电容器串可以限定倍增器组件的多个级。倍增器组件还可以包括多个支撑元件，其机械支撑第一和第二多个电容器使得多个级中的每一个包括来自多个支撑元件当中的至少一个级支撑元件。至少一个级支撑元件可以电气连接第一多个电容器中的至少两个和第二多个电容器中的至少两个。

在一个实施例中，潜在地直接耦合到功率输入的倍增器组件的第一级可以包括第一级支撑元件，该第一级支撑元件电气连接到第一多个中的第一电容器和第二多个中的第二电容器，使得第一级支撑元件不将来自相邻级的电容器电气连接到第一和第二电容器。潜在地直接耦合到功率输出的倍增器组件的末级可以包括电气连接到第一和第二多个中的电容器的附加支撑元件。附加支撑元件可以帮助终止第一和第二电容器串。

在一个实施例中，倍增器组件可以包括多个二极管，多个二极管中的每一个可以形成第一电容器串与第二电容器串之间的电气连接的至少部分。在一个实施例中，支撑元件的电容器连接端子可以相对于电容器的端子缩小尺寸。通过缩小电容器连接端子的尺寸，可以实现支撑元件表面上的减小的场分布。

在一个实施例中，每一级可以包括至少两个级支撑元件，其可能与彼此可分离。至少两个级支撑元件中的第一个可以串联电气连接第一电容器串中的相邻电容器，并且至少两个级支撑元件中的第二个可以电气连接第二电容器串中的相邻电容器。在级支撑元件可分离的情况下，它们可以不共享衬底。因此，可以避免第一与第二级支撑元件之间的表面传导。

在一个实施例中，支撑元件可以包括减少或最小化支撑元件的两个部分之间的表面传导的空间或传导中断部。例如，部分地由于倍增器组件的高压特性，可以存在支撑元件的传导特征和部分之间或其组合中所存在的可设计大小的电场差异。支撑元件的空间可以帮助防止通过支撑元件的传导，通过支撑元件的传导否则可能由大电场差异引起。

在一个实施例中，倍增器组件可以包括至少部分地围绕多个支撑元件和电容器的电介质。例如，在其中倍增器组件是柱体的实施例中，电介质可以以其中可以布置倍增器组件的部件的管的形式。倍增器组件还可以包括沿组件的中心轴通过每一个支撑元件限定的空间布置的屏蔽物。

在一个方面中，一种制造倍增器组件的方法包括提供第一和第二多个电容器，以及堆叠多个支撑元件、第一多个电容器和第二多个电容器，使得第一多个电容器形成第一电容器串，并且第二多个电容器形成第二电容器串。在该堆叠内，第一串的第一多个电容器中的每一个可以通过至少一个支撑元件电气和机械连接到第一电容器串的相邻电容器。并且，第二串的第二多个电容器中的每一个可以通过至少一个支撑元件电气和机械连接到第二电容器串的相邻电容器。

在一个方面中，根据一个实施例的多级电源相比于常规高压电源可以节省空间。例如，多级电源可以是具有类似输入和输出规范的常规电源的尺寸的分数，并且如相比于这样的常规供给而言可以消耗减少的量的功率。多级电源可以形成为创建机械和电气鲁棒的高压电源。在一个实施例中，电源可以被用在各种应用，包括例如X射线系统、粒子加速器、静电净化器、中子生成器、油井测录、离子发生器、复印机和捕蚊器。根据一个实施例的电源由于其相比于常规电源改进的效率而可以使用电池来操作。

在一个方面中，根据一个实施例的高压电源可以比常规电源更小或更紧凑，并且可以提供改进的机械和电气性能。电源尺寸方面的大幅减小可以通过使用电路板、对准引导、经修改的商务部分和受控电气/机械附连过程来实现。电路阶梯中的每一个电路台阶（或级）可以为了制造的简化和针对各种电压修改阶梯的简化而进行划分。依照一个实施例形成的阶梯或倍增器组件可以控制电场以防止过量电气应力和飞弧，并且可以使得能够实现可以机械和电气稳定的紧凑高压电源的可重复制造。

本发明的这些和其它目的、优点和特征将通过参照本实施例和附图的描述而被更全面地理解和领会。

在详细解释本发明的实施例之前，要理解的是，本发明不受限于在以下描述中阐述或在附图中图示的部件的操作的细节或构造和布置的细节。本发明可以被实施在各种其它实施例中并且以本文没有明确公开的可替换方式被实践或实行。而且，要理解的是，本文所使用的措辞和术语出于描述的目的，并且不应当被视为限制。“包含”和“包括”及其变型的使用意指涵盖此后列举的项及其等同物以及附加项及其等同物。另外，可以在各种实施例的描述中使用枚举。除非以其它方式明确陈述，否则枚举的使用不应当解释为将本发明限制到部件的任何具体次序或数目。也不应当将枚举的使用解释为从本发明的范围排除可能与所枚举的步骤或部件组合或组合到所枚举的步骤或部件中的任何附加步骤或部件。

附图说明

图1示出根据一个实施例的电源的示意性表示。

图2示出包括Cockroft Walton倍增器的常规电源。

图3示出根据一个实施例的13级倍增器组件。

图4示出根据一个实施例的3级倍增器组件。

图5示出根据一个实施例的支撑元件。

图6示出根据一个实施例的处于经修改和未经修改状态中的各种电容器。

图7示出傍靠常规Cockroft Walton倍增器的根据一个实施例的3级倍增器组件。

图8是示出根据一个实施例的电源的反馈与输出电压之间的相关性的图。

图9是根据一个实施例的制造倍增器组件的方法。

图10示出根据一个实施例的用于与制造倍增器组件结合使用的制造夹具。

图11示出根据一个实施例的10级倍增器组件。

具体实施方式

依照本发明的实施例的电源被示出在图1、3和4中，并且一般地被指定为100。在一个实施例中，电源100可以包括根据Cockroft Walton倍增器的具有多个级50的倍增器组件80。倍增器80的一个或多个级50可以包括连接成形成两个电容器串102,104和二极管串101的电容器20,22和二极管30,32。倍增器组件80的每一级50还可以包括配置成电气和机械耦合倍增器组件80的部件的至少一个支撑元件10。例如，支撑元件10可以由将每一个相应级50的一个或多个部件电气和机械耦合到相邻级50的一个或多个部件的电路板形成。级50可以布置在堆叠配置中以形成倍增器电路。例如，每一个电容器串102,104的电容器可以与其间的多个相应支撑元件10一起被堆叠。换言之，电容器串102,104中的每一个电容器20,22可以通过支撑元件10电气和机械耦合到相应串中的相邻电容器。

通过与每一级50结合地利用一个或多个支撑元件10，可以形成级50的堆叠。以此方式，包括根据一个实施例的倍增器组件80的电源100可以实现相比于常规电源的空间方面的显著减小。例如，如可以在图3中看到的，根据一个实施例的倍增器组件80包括13个级，并且近似2.5英寸长，并且在10 μA处能够产生大于100 kV。电容器20,22和二极管30,32在该示例中的额定电压为15 kV。在该示例中，包括倍增器80的电源100可以产生大约1 W并且可以消耗大约2 W。该功率量可以由两个标准D单元电池在近似8小时内提供。倍增器组件80在所图示的实施例中还在尺寸方面与一角硬币相当。相比之下，图2中描绘的常规电源包括12个级，并且近似9.5英寸长。图7还描绘了根据一个实施例的倍增器组件80，如相比于具有12个级的常规倍增器，倍增器组件80具有3个级。

如图1、3和4的所图示的实施例中所示，根据一个实施例的电源100可以包括多个级50以形成倍增器组件80或功率堆叠。倍增器组件80的每一级50可以包括至少两个电容器20,22和至少两个二极管30,32。每一级50中的电容器和二极管，如本文所提到的，可以电气和机械耦合到相邻级50以形成通过二极管的极化集合横向连接到第二串104电容器的第一串102电容器。在该配置中，第二串104末端处的输出电压108可以是功率输入106的电压乘以电源100中的级50的数目的大约两倍。

在图3和4的所图示的实施例中，倍增器组件80的每一个倍增器级50可以包括至少一个支撑元件10。每一个倍增器级50的支撑元件10可以配置成使得每一个倍增器级50电气和机械耦合到相邻倍增器级50。换句话说，每一个倍增器级50的支撑元件10可以电气和机械耦合第一电容器串102的相邻电容器20，并且可以电气和机械耦合第二电容器串104的相邻电容器22。如本文将结合图6描述的，电容器可以是具有相对端侧624,626的盘形形状的。电容器的端侧624,626可以被堆叠在一起以形成第一和第二电容器串102,104，其中支撑元件10在端子624,626的每一个电气连接集合之间。

以此方式，多个倍增器级50可以被堆叠在一起以形成倍增器组件80。在图3的所图示的实施例中，倍增器组件80包括堆叠在彼此顶部上的多个倍增器级50。例如，根据图1中图示的倍增器电路拓扑，倍增器级50的每一个电容器20,22和二极管30,32可以经由相应支撑元件10电气耦合到彼此。此外，根据倍增器电路拓扑，每一个倍增器级50的相应支撑元件10可以使得相邻倍增器级电气耦合到电容器20,22和二极管30,32。如图4中所示，三个倍增器级50或倍增器段被示出有二极管末端上的轴向引线，并且其中出于图示目的一些部件是透明的。倍增器组件80可以包括布置在末端90处的附加终端支撑元件10以在末端90处提供针对倍增器级50的支撑。出于公开的目的，与末端90相对的末端60处的倍增器级50被示出没有终端支撑元件，但是可以包括终端支撑元件以促进第一与第二电容器串之间的电气连接。在所图示的实施例中，靠近末端60的级50的电容器20可以连接到功率输入106，并且靠近末端60的级50的电容器22可以连接到地。并且，布置在末端90处的附加终端支撑元件可以提供第二电容器串与功率输出108之间的电气连接。

在图4的所图示的实施例中，支撑元件10是电路板，并且根据图1的电路拓扑将电容器20,22和二极管30,32焊接到电路板。如所示，电路板包括使得能够实现到电容器20,22和二极管30,32的电气连接的焊盘和导电迹线。电路板可以包括两侧上的焊盘和导电迹线，从而使得能够实现到相邻倍增器级50的部件（诸如相邻倍增器级50的电容器20,22和二极管30,32）的电气连接。在一个实施例中，使用额定电压15 kV的部件和类似于图6中描绘的那些的盘式电容器，倍增器组件80的每一个倍增器级50可以在总体高度方面为近似5 mm。应当理解的是，每一个倍增器级50的总体高度可以取决于规范和部件而随应用的不同来变化。

在图11中描绘的可替换的实施例中，倍增器组件180可以类似于结合图1、3和4的所图示的实施例描述的倍增器组件80，具有若干例外。倍增器组件180可以包括类似于倍增器组件80的级50和支撑元件10的多个级150和多个支撑元件110。在图11的所图示的实施例中，倍增器组件180的每一级150可以包括多个电容器120a-c，122a-c。多个电容器120a-c，122a-c可以以类似于倍增器组件80的电容器20,22的方式连接以形成第一和第二电容器串。倍增器组件180还可以包括多个二极管130,132，其电气连接以形成第一与第二电容器串之间的电气连接的至少部分。出于公开的目的，倍增器组件180的末级160被示出没有终止支撑元件。然而，应当理解的是，支撑元件或终止支撑元件可以电气连接到电容器120a-c，122a-c和二极管132以提供机械支撑和电气连接以提供功率输入。特别地，末级160的电容器120a-c可以形成输入功率连接到的第一串中的第一段，并且末级160的电容器122a-c可以形成地连接到的第二串中的第一段。功率输出可以连接到靠近输出末级190的第二串的尾段。

在所图示的实施例中，倍增器组件的每一级150可以包括并联连接以形成第一串的段的多个电容器120a-c，以及并联连接以形成第二串的段的多个电容器122a-c。一个或多个支撑元件110可以配置成与相邻级中的多个电容器并联和串联地电气连接多个电容器120a-c，如本文结合图1和3-5的所图示的实施例所描述的那样。通过利用用于级150中的电容器串的每一段的多个电容器，一些配置可以实现用于每一段的较大电容。图11中的倍增器组件180是10级倍增器，但是应当理解的是，可以使用更多或更少级。

现在将结合图5更加详细地描述支撑元件10。如以上提到的，支撑元件10可以能够根据图1的电路拓扑电气连接电容器和二极管。支撑元件10可以包括其上可以布置导电特征的衬底11。在一个实施例中，导电特征可以层压到衬底11。作为示例，衬底11可以由耐热、耐受高压的材料（诸如聚酰胺）形成，并且导电特征可以由每平方英尺2盎司铜（近似2.8密耳厚度）形成。导电特征可以形成在衬底11的两侧上，并且可以包括用于相应电容器对20,22的电容器焊盘12a-b和具有用于焊接二极管30,32的引线的过孔的二极管焊盘14a-d。

支撑元件10的相对侧上的导电特征可以反映图5的所图示的实施例中示出的导电特征。支撑元件10的相对侧上的导电特征可以经由焊接到衬底11的两侧的二极管引线或者通过与一个或多个二极管焊盘14a-b相关联的导电过孔通孔电气耦合到彼此。以此方式，相邻倍增器级的电容器20,22可以焊接到支撑元件10，并且根据图1中所示的倍增器电路拓扑电气连接到倍增器级50的部件。此外，相邻倍增器级的一个二极管可以焊接到支撑元件10使得二极管电气连接到倍增器级50的至少一个电容器20,22和至少一个二极管30,32。

在一个实施例中，支撑元件10的电容器焊盘12a-b可以相对于每一个电容器20,22的末端板缩小尺寸。例如，在具有盘形形状电容器20,22的配置中，每一个具有圆形末端板或端子，用于连接到每一个相应电容器20,22的电容器焊盘12a-b的直径可以小于每一个电容器20,22的端子的直径。通过相对于电容器20,22的端子缩小电容器焊盘12a-b的尺寸，根据一个实施例，支撑元件10可以在端子或电容器板的周界内实现衬底10表面上的减小的场分布。这样的减小的场分布可以帮助防止沿衬底10表面的表面电流损失或飞弧。

在一个实施例中，支撑元件10可以包括物理分离支撑元件10的部分的一个或多个空间16a-e或槽。空间16a-e可以形成对支撑元件10上的表面传导的电气阻挡物。跨支撑元件10表面的电压可以是大约10 kV或更高。通过在衬底中形成一个或多个空间16a-e，可以避免两个部件或导电特征之间的飞弧或电弧。在图5的所图示的实施例中，空间16a-e可以分别位于二极管焊盘14a-d附近以形成每一个相应二极管焊盘14a-d与另一个接近的二极管焊盘14a-d之间的电气中断部。此外，空间16e可以位于电容器焊盘12a-b之间以形成其间的电气中断部。在一个实施例中，空间16a-e的宽度可以从0.025到0.040英寸的范围。然而，应当理解的是，空间16a-e的宽度和尺寸可以取决于规范和部件而随应用的不同来变化。

支撑元件10可以包括促进制造期间的装配的一个或多个孔17a-b。定位销或杆（未示出）可以插入到孔17a-b中以帮助对准每一个倍增器级50的电容器20,22和二极管30,32。一旦已经焊接了倍增器组件80，可以移除定位销或杆。在图5的所图示的实施例中，孔17a-b还可以用来于形成衬底11中的电气中断部，其类似于导电特征之间的空间16e，从而潜在地避免飞弧或电弧的发生。

在可替换的实施例中，倍增器组件80的每一级50可以包括多个支撑元件10。级50的每一个电容器20,22可以电气和机械耦合到分离的支撑元件。例如，支撑元件10可以包括（a）在电容器20与相邻级的电容器之间可定位的第一金属板，以及（b）在电容器22与相邻级的另一电容器之间可定位的第二金属板。换言之，第一电容器串102中的电容器20经由与用于耦合第二电容器串104中的电容器22的支撑元件10分离的支撑元件10耦合在一起。在该实施例中，支撑元件10可以包括用于根据图1的倍增器电路拓扑电气和机械连接到二极管30,32的接触件。通过使用分离的支撑元件10用于每一级50的电容器20,22，可以基本上避免或消除表面导电路径，诸如在使用电路板的实施例中潜在可用的那些。

如图3和4中所描绘的，倍增器组件80可以布置在具有圆形支撑元件10的一般柱体组件中。然而，应当理解的是，支撑元件10和倍增器组件80的形状和构造可以取决于设计参数而随应用的不同来变化。

在一个实施例中，倍增器组件80可以被电介质40至少部分地围绕。图3的所图示的实施例中的电介质40是能够机械稳定倍增器组件80的柱体结构。电介质还可以能够稳定电场并且减少倍增器组件80的电晕。作为示例，电介质40可以由二氧化硅或能够提供适合于倍增器组件80的应用和所期望的输入/输出特性的介电特性的任何其它材料形成。通过在电源100中包括电介质40，倍增器组件80可以被紧凑地封装在接地结构（未示出）诸如至少部分地围绕电介质40的接地同轴柱体内部。

在一个实施例中，倍增器组件80还可以包括沿倍增器组件80的长度和在每一级50的电容器20,22之间布置的屏蔽物82或绝缘条。在所图示的实施例中，通过形成在支撑元件10中的空间16e（图5）沿倍增器组件80的主轴布置屏蔽物82。屏蔽物82可以操作为内部电晕屏蔽物。例如，以Teflon®条的形式的屏蔽物82可以减少或最小化电晕放电。减少或最小化电晕放电可以避免电能的部分放电。

屏蔽物82和电介质40中的至少一个可以浮置（floated）或电气隔离，或者被电气驱动以潜在地实现倍增器组件80的减小的AC负载，从而潜在地使得能够实现高效操作。倍增器组件80的有效DC电容是每一串的串联电容加上到周围环境的寄生电容的大约两倍。例如，在包括电容器串102,104中的每一个中的1000 pF电容器以形成10级倍增器的倍增器组件80中，倍增器组件80的电容可以是200 pF。

为了防止击穿，根据一个实施例，倍增器80的至少部分可以在诸如高场强度介电介质之类的介电介质（未示出）中操作。这样的介质的示例包括介电环氧树脂和其它灌注混合物、介电流体（例如全氟三丁胺）和介电气体。在一些固体和液体电介质中，气泡和长期介电降级的存在可能限制电介质的有用性。气体电介质可以对这些影响较不敏感。例如，以5-10个大气压或5-10巴的六氟化硫（SF6）可以具有大约1000 V/mil的击穿强度和低介电常数（大约为1）。如果电晕被减少或最小化（例如通过圆形形状、高场点），则可以改进在该环境中的SF6的有用寿命。在一个实施例中，圆形形状、高场点可以通过使用焊接技术来产生平滑、圆化表面来实现。平滑、圆化表面可以与比不太平滑或圆化或二者的表面更低的最大电场相关联。

根据一个实施例能够用在电源中的各种电容器被描绘在图6中。结合图1,3和4的所图示的实施例描述的电容器20,22可以类似于图6中描绘的一个或多个电容器。如本文所提到的，根据一个实施例，电源100可以利用商业上可得到的标准部件。例如，环氧树脂涂敷的盘式电容器可以取决于应用而包括适合的特性，诸如电容和电压额定。图6图示了电容范围从1000 pF到150 pF的环氧树脂涂敷的盘式电容器620,630,640,650。根据一个实施例，制造电源100的方法可以包括剥掉电容器的环氧树脂涂层以及移除引线以获得具有能够焊接到支撑元件10的端子的盘式电容器。图6描绘了电容器对，一个具有环氧树脂涂层620,630,640,650并且另一个被剥掉其涂层622,632,642,652。在该实施例中，电容器的环氧树脂涂层可以使用热风枪和受热凿刀中的至少一个来剥掉。并且，引线可以利用烙铁或热风枪来移除。为了制备要焊接到支撑元件10的盘式电容器622,632,642,652，端子表面624,626,634,636,644,646,654,656可以通过在受热板上粗略摩擦来平面化。平面化可以移除端子表面624,626,634,636,644,646,654,656中的不整齐。盘式电容器622,632,642,652可以在该过程之后进行清洁和检查以确认它们适合于使用。应当指出的是，尽管结合图6示出和描述了不同电容值的电容器，但是在一个实施例中，电源100可以合并多个类似类型的电容器，包括具有相同标记电容值和电压额定的电容器。在制造电源100中，剥掉环氧树脂涂层并且制备用于焊接到支撑元件10的电容器可以被涂敷有助熔剂并且与支撑元件10和二极管一起被堆叠以用于回流焊接。

转向图1的图示的实施例，电源100可以包括能够提供注入到倍增器组件80中的功率输入106（诸如第一串102的功率输入）的AC电压源或脉冲DC电压源的功率源60。在一个实施例中，功率源60可以包括高压提升变压器62，该变压器62包括初级（或初级线圈）和次级（或次级线圈），其配置成响应于从驱动器电路64提供到初级的输入驱动而激励功率输入106。作为示例，驱动器电路64可以是能够向初级提供输入驱动以将功率耦合到次级从而激励功率输入106的振荡器电路。

电源100可以包括能够向功率源60提供反馈的反馈电路70，功率源60可以利用反馈来控制或影响功率输出108的输出。提供到功率源60的反馈可以指示电源100的一个或多个操作特性，诸如电压电平或幅度、电流电平或幅度和相位中的至少一个。电源100的一个或多个操作特性可以被提供到功率源60并且由功率源60用作调节一个或多个参数以影响操作的基础。

例如，在利用驱动器电路64的实施例中，功率源60可以包括配置成基于来自反馈电路70的反馈而调节或变化输入驱动的一个或多个参数的控制电路。一个或多个参数可以包括以下中的至少一个：操作频率、电压电平、相位和占空比。通过基于反馈控制输入驱动的一个或多个参数，功率源60可以控制或影响以下中的至少一个的一个或多个特性：（a）从次级提供到功率输入106的激励信号，以及（b）倍增器组件80的功率输出108。例如，驱动电路64可以控制或影响从次级提供到功率输入106的激励信号的频率和幅度。改变提供到功率输入106的信号可以影响来自倍增器组件80的功率输出108。

在一个实施例中，驱动电路64可以生成和向功率输入106提供具有谐波的激励信号，谐波具有适当的幅度以从倍增器组件80的功率输出108产生所期望的输出电压。驱动器电路64可以利用调制脉冲宽度（MPW）驱动，其中控制脉冲的占空因数以从功率输出108产生所期望的输出电压。可以基于电源100中的反馈（诸如基于指示来自功率输出108的输出电压的输入信号）或者通过监视高压提升变压器62的初级线圈能量来控制MPW。通过调节或控制与组合电源和负载的谐振相称的脉冲周期性，功率源60可以影响功率输出108的效率和输出电压中的至少一个。在一个实施例中，通过控制MPW，驱动器电路64可以实现经优化的效率和输出电压。

尽管结合集成控制电路描述驱动器电路64，但是应当理解的是，控制电路可以与驱动器电路64分离。例如，控制电路可以分离地耦合到电源100的驱动器电路64和反馈电路70，并且可以引导或命令驱动器电路64基于来自反馈电路70的反馈实现所期望的输出电压。

反馈电路70可以以各种方式配置成向功率源60提供反馈，如本文所描述的那样。在一个实施例中，反馈电路70可以配置成通过经由高压电阻器直接监视一个较低电压级的电压输出来间接监视来自功率输出108的电压输出。例如，高压电阻器可以电气连接到除功率输出108连接在其处的最后一级50之外的一个级50，包括例如比功率输出108更靠近功率输入106的级50。在一个实施例中，反馈电路70可以包括布置在围绕多个级50的介电柱体上的电阻条。例如，电阻条可以由布置在介电柱体上的连续电阻涂层形成，并且可以将功率输出108连接到地。作为另一示例，电阻条可以形成将功率输出108连接到地的螺旋电阻条涂层。与电阻条相关联的电流或电压或二者可以指示功率输出108的电压电平，使得通过感测电流或电压或二者，反馈电路70可以允许控制电路控制或影响功率输出108。

在一个实施例中，反馈电路70可以包括耦合到变压器的初级的拾取绕组。拾取绕组可以提供指示功率输出108的初级线圈能量和电压电平的输出。反馈电路70可以包括调节电路和处理电路中的至少一个以将来自拾取绕组的输出校准到功率输出108的电压电平。如例如在图8中所示，可以存在（a）耦合到初级线圈的拾取绕组的电压电平与（b）功率输出108的电压电平之间的一般线性关系。在该示例中，通过监视通过用于校准的一个或多个电阻负载（诸如100GΩ电阻器或10GΩ电阻器）的电流来确定功率输出108的电压电平。通过利用功率输出108的电压电平校准反馈电路70，反馈电路70可以利用较低压部件而不是高压部件，诸如100GΩ校准电阻器。此外，通过间接获得反馈，反馈电路70可以潜在地避免负面地影响功率输出108。

制造用于安装在电源中的倍增器组件的方法被示出在图9中，并且一般地被指定为1000。出于公开的目的，结合使用根据图10的所图示的实施例的夹具200制造倍增器组件180来描述方法1000。然而，应当理解的是，倍增器组件可以根据本文所描述的另一实施例来制造，并且可以包括比所描述的那些更多或更少的特征。

在图10的所图示的实施例中，夹具200包括能够促进倍增器组件180的装配的各种特征。夹具200可以包括压缩特征，诸如螺纹杆204、弹簧206、推板208和滚珠210，其能够一起压缩或支持倍增器组件180的部件以用于回流焊接。如本文所提到的，诸如对准杆208之类的对准杆可以由支撑元件110接收以帮助堆叠倍增器组件180。出口212,214可以布置在夹具200的区域中以引导合成气体，诸如包括96%氮气和4%氢气的气体，以净化倍增器组件180并且防止回流焊接期间的氧化。热电偶（未示出）可以布置在可以共享出口端口的热电偶端口216中，以在回流焊接期间监视倍增器组件180的温度。

使用夹具200制造倍增器组件的方法1000可以包括以下步骤：提供第一多个电容器和第二多个电容器。步骤1002。方法还可以包括堆叠多个支撑元件110、第一多个电容器120a-c和第二多个电容器122a-c。步骤1004。可以利用助焊剂堆叠电容器120a-c，122a-c在支撑元件110上，支撑元件110可以被放置在对准杆208上以促进倍增器组件180的布置。第一多个电容器120a-c可以形成第一电容器串，并且第二多个电容器122a-c可以形成第二电容器串。在倍增器堆叠180内，形成级150的部分的第一串的每一段中的电容器120a-c可以通过至少一个支撑元件110电气和机械连接到相邻级中的第一电容器串的电容器。并且，形成级150的部分的第二串的每一段中的电容器122a-c可以通过至少一个支撑元件110电气和机械连接到相邻级中的第二电容器串的电容器。夹具200的压缩特征可以施加压缩力，诸如近似10-30lbs的力，以压缩倍增器组件180使得倍增器组件180在回流过程期间保持在堆叠布置中。步骤1008。

夹具200可以被放置在以诸如260℃之类的适合温度的强迫通风烘箱中。当由热电偶指示的内部温度足以导致回流（例如对于锡-银-铜焊料（SAC），230-240℃之间的温度）时，可以从烘箱移除组件，并且允许组件冷却，同时通过夹具200供给合成气体。步骤1010。

如以上提到的，方法可以包括堆叠多个支撑元件110、第一多个电容器120a-c、第二多个电容器122a-c和多个二极管130,132。二极管130,132中的每一个可以电气连接以形成第一电容器串与第二电容器串之间的电气连接的至少部分。可以在回流过程之后单独焊接二极管130,132。步骤1012。可替换地，可以在回流之前插入二极管130,132。倍增器组件180可以在助焊剂去除剂和其它适合的溶剂中通过超声降解来清洗。步骤1014。

为了促进堆叠倍增器组件的部件，可以利用杆或定位销，如以上提到的那样。例如，由支撑元件110限定的空间或孔可以接收定位销208使得可以在制造期间沿定位销208堆叠支撑元件110。可以在稍后移除定位销，如果期望的话，包括例如在回流焊接组件之后。

如本文所描述的，根据一个实施例，倍增器组件包括电介质140，诸如Teflon®或玻璃。电介质140可以绕倍增器堆叠组件或者在倍增器堆叠内或二者，沿其中心轴布置。步骤1006。例如，电介质可以是部分地围绕倍增器组件的部件的柱体管。此外或可替换地，介电屏蔽物可以通过每一个支撑元件中的空间布置使得屏蔽物布置在两个电容器串之间。出于公开的目的，结合倍增器组件中的电介质来描述方法1000。然而，应当理解的是，可以不包括电介质，如图9中的虚线所指示的那样。

诸如“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“内部”、“向内”、“外部”和“向外”之类的方向术语用于帮助基于图示中所示的实施例的取向来描述本发明。方向术语的使用不应当被解释为将本发明限制到任何（一个或多个）具体取向。

以上描述是本发明的当前实施例的描述。在不脱离于如随附权利要求中限定的本发明的精神和较宽方面的情况下，可以做出各种更改和改变，随附权利要求要依照包括等同原则的专利法的原理来解释。本公开出于说明性目的而呈现并且不应当被解释为本发明的所有实施例的详尽描述或者将权利要求的范围限制到结合这些实施例说明或描述的具体元素。例如，并且没有限制地，所描述的发明的任何（一个或多个）单独元素可以由提供基本上类似的功能或以其它方式提供等同操作的可替换元素取代。这包括例如，目前已知的可替换元素，诸如可能当前对本领域技术人员已知的那些，以及可能在将来开发的可替换元素，诸如本领域技术人员可能在发展后识别为可替换物的那些。另外，所公开的实施例包括一致描述并且可能协作地提供益处集合的多个特征。除了在所发布的权利要求中以其它方式明确阐述的程度，本发明不仅限于包括所有这些特征或者提供所有所陈述的益处的那些实施例。例如使用冠词“一”、“一个”、“该”或“所述”以单数对权利要求元素的任何引用不要被解释为将元素限制为单数。

在其中要求保护独占所有权或特权的本发明的实施例按如下限定。