トランスに頼らず、純粋に電子的な手段で電圧を倍増（つまりカスケードデバイスによる任意の2乗）することができる。 電圧-電流比が適用されるので、2 倍にすることは、以前は存在しなかった無料の電気エネルギーを得るという問題ではありません。
ダブラー回路には多くの種類がありますが、すべての電圧ダブラーおよびマルチプライヤーの動作原理は似ています。 2つのコンデンサが並列のまま入力電圧に充電します。 次に、2つのスイッチが同時に投げられると、それらは入力から絶縁され、出力に接続され、放電時に2倍の入力が出力に現れるように直列に配置される。 もちろん、スイッチを高速で投げる悪魔がいなければ、手動で操作するスイッチは実用的でない。
交流-直流コンバータでは、入力に交流電流を流し、2倍の電圧を供給するほか、極性を振動させることによってスイッチングを行う。
内部のチョッパ回路によって、電圧倍増部に適用する前に直流を交流に変換することができる。
集積回路では、MOSFET が頻繁にスイッチング動作を行います。
電圧トリプラは、通常 1 kHz で 5 Vpp の電圧ダブラと、一方の入力端子から反対の出力端子がダイオードとコンデンサからなる単純な半波整流器を積層して構築することができます。 10Vのダブラー出力と5Vの整流器出力が直列になり、トリプラーの出力は15Vとなる。
高電圧、低電流出力を生成する最も広く使われている方法は、低コストと適度な絶縁要件による多段コッククロフト-ウォルトン増倍器です。 低インピーダンス負荷に供給すると急激に電圧が低下します。 リップルが大きくても30kVの第2陽極加速電圧を必要とするブラウン管テレビに多用された。 この電源はステップ電圧が可能なため、粒子加速器や光電子増倍管のバイアス用として使用されてきた。
多段コッククロフト・ウォルトン電圧増倍管は、1つのラダーで構成することが可能です。 この電圧増倍器は、入力に低電圧のパルス状の直流を使用し、理論的には無制限の出力電圧を発生させます。 極性が変わるたびに、電流は連続するダイオードを流れ、追加のコンデンサを充電し、最後まで続きます。 最初の通電後、アセンブリ全体を充電するために一定の時間が必要です。 各コンデンサには時定数があり、合計時間は印加電圧、コンデンサの容量、梯子の長さによって決まります。
コッククロフト・ウォルトン電圧マルチプライヤは、多くのチャージ・ポンプのうちの1つのタイプで、パイプ状の一連のコンデンサに沿って電荷を強制し、それぞれが極性が反転するまで電荷を蓄積し、そこで放電するという特徴的な方法から名づけられたものです。 発振器で直流を切り、トランスに印加することもできますが、昇圧技術の利点の1つは、大きなスペースを必要とする重いトランスが不要になることです。
チャージポンプは、ダイオードをベースにすることもできますが、通常はスイッチドMOSFETと小型セラミックコンデンサで構成されます。 携帯電話に要求されるチャージポンプの効率は高い。 ディスクリート部品を用いた設計では、順方向電圧降下が小さいため、半導体と金属を接合して形成されるショットキーダイオードが好まれる。 また、チャージポンプは、入力に対して出力の極性を反転させることができるため、IC化した場合、入力インピーダンスが低く、高効率のMOSFETが一般的である。 チャージポンプは昇圧のほか、入力を半分にしたり、カスケード構成では任意の整数で割ったりすることができる。 クロック周波数が高いと時定数が短くなるため、静電容量を小さくすることができます。 出力電圧はクロック出力のデューティサイクルの変化により制御されます。 チャージ・ポンプの利点の1つは、降圧モードと昇圧モードの間でシフトできることで、充電間のバッテリの消耗を補うことができます。
複数のDC電圧出力が必要な場合、2次タップ付きトランスが邪魔なリニア電源よりもチャージ・ポンプははるかにコンパクトでコストがかかりません。
電圧倍増器とインバータは、2つの外部ダイオードと3つか4つの外部コンデンサで555タイマーICを中心に構築することが可能です。 オペアンプに電力を供給するために正と負の電源が必要な場合、チャージポンプは電圧インバータとして構成することができます。 他のアプリケーションとしては、EEPROM やフラッシュ・メモリがあります。
コンポーネントが少なく、インダクタがないため、シンプルなチャージポンプは PCB スペースを必要とせず、リニア電源よりも効率的です。
すべての電圧マルチプライヤは、ダイオードとコンデンサで構成された構成を使用して、エンドユーザーが希望する電圧レベル、ピーク AC 電圧 (変動率の大きい順に、電力会社、オンサイトのバックアップまたはローカル インバータから得られる)、またはバッテリー供給、水力、風力タービンからの野生 DC にマルチプレートします。 これらの回路は、電圧を4倍以上にして、理論的にはどんな電圧でも発生させることができ、キロボルトの範囲にまで及ぶことができます。 この技術は、高電圧の大陸横断配電において、電圧とシステムの移行を行うのに有効である。
昇圧器の設計と診断では、アナログ信号と並行してデジタル信号を視覚化するために、ミックスド・シグナル・オシロスコープまたは関連する測定器が不可欠です。 例えば、小規模の場合、電源の断続的な動作がデジタル・データの流れを乱すことがありますが、両方の波形をリアルタイムで表示することにより、これらの問題を分析することができます。