我如何设计一个可以用两节 AA 电池（~3V）充电到 10kV 左右（5 到 20kV 之间就可以了）的电路？

这个问题的难点在于理解一些要求，所以我将首先解决这个问题，因为如果没有答案，能否正确回答这个问题值得商榷。

首先，一旦输出电容充电到所需的电压，负载是否会被施加？如果在“充电过程”期间始终存在负载，那么所需的功率将远远超过某些答案和评论的预期。如果始终连接负载，我认为无法实现解决方案，因此我假设不是。

OP 还说“输出电流将被限制为最大 20mA”。这是解决方案的要求还是这个问题之外的东西？这需要一个答案，但现在我假设解决方案中不需要它。

建议- 需要一个变压器，将 3V（标称）电源提高到大约 800Vp-p。使用分离的初级和两个 N 沟道 MOSFET，应该可以获得大约 12V 的有效初级 pp 电压（减去一点损耗）。因此，次级绕组的匝数将是初级绕组的 70 到 80 倍：-

我认为这是合理可行的，并且开关频率高达 1MHz。根据经验，我不相信升压超过 100:1 的变压器是实用的——太有损了。

MOSFET 不会成为普通产品。我认为它们需要达到 60V 的额定电压并且导通电阻接近 10 毫欧区域。低漏极电容也是一项要求。稍后我会考虑并模拟它的更多细节。

驱动 MOSFET 也很棘手。它们很可能需要用 10 或 12V 栅极电压驱动，这意味着需要一个小型升压转换器从 3V 为开关控制电路供电。这不是什么大问题。我确实考虑过让升压器为变压器初级提供电源，但这是效率低下的一个重要原因，我相信变压器上更高的匝数比是最好的主意。

开关控制器中有一些细节需要解决，比如让它执行逐渐软启动以建立 o/p 电压，防止电池在“压力”下“崩溃”。

最后阶段将是几个（少于 10 个）cockcroft walton 乘法器，我认为使用的二极管需要仔细选择。稍后再详细说明 - 我有一个想法，但我在工作时留下了笔记，我的记忆让我失望了！

抱歉，我还没有得到完整的细节，但当然问题是“我如何设计电路”，这意味着 OP 如何设计电路。

星期一的补充 这是我想出的基本电路 - 它产生了超过 6kV 的电压，我最终决定使用 40V 额定 FET，因为我用 18V 齐纳二极管限制了反电动势： -

这是应用电池后的输出。下方显示的是 FET 漏极电压和从电池中通过 0.1 欧姆串联的电流：-

为了克服电池的固有电阻，我使用了一个 1mH 电感器和 5uF 电容器作为上电期间的升压器。做到这一点的最佳方法可能是在允许的时间段内将大小合适的电容器 (1000uF) 充电至 5V，并让它充当升压器以实现 +6kV 输出，然后返回 3V 电池以将能量滴入其中使输出电压保持在 6kV。或者，由于 OP 只希望输出端有 20ms 的高电压周期，因此 1000uF 可能足以在此期间保持合理稳定，如果不增加到 10,000uF。

未显示为 1MHz 振荡器供电的升压转换器。凌力尔特有几种设备可以执行此功能。驱动栅极需要 12V。

Small Print 变压器的次级绕组需要小心，以保持电容低于约 10pF。我不打算对此进行讨论，但我只想说，输出电路依赖于次级谐振，因此应使用 20pF 的微调电容来优化输出电压，而不会使其过度谐振并导致功率传输效率低下。

请记住，如果您不小心，这很容易杀死您。被警告。

获得这种低电荷水平的传统方法称为电容器二极管桥电路AKA电压倍增器。您将使用电池生成交流波形，然后将其馈入该乘法器电路的末端。

交流电压越高，达到 10KV 所需的级数就越少。

不过要小心，该电路可以将电荷存储在下盖中。介电吸收也可以后脑勺，你可以在你放电的盖子上找到电荷。

您需要 20 毫秒内 20 毫安 => 400 uC 的电荷。(\$ Q=I*t\$) 如果你泵到 12KV 并在放电期间下降到 10KV，你有 2KV 的变化。

提供您需要的费用：

\$ Q = C*V = C* \Delta V \$

\$ C = \frac{Q}{\Delta V} = 0.2 uF\$

所以在上图（5 个电容）中，您需要 1uF 电容，每个电容能够维持 2KV 和 2KV 交流波形。作为一阶估计。希望这可以让您进行自己的计算（希望不要自杀）

我什至在我们最喜欢的原理图工具电路实验室中找到了一个版本。

[电路实验室]mh9d8k[/电路实验室]

您的电压和持续时间有多重要？

您所描述的与汽车发动机的常见点/线圈点火电路非常相似。汽车电池向凶猛变压器（点火线圈）的初级提供电流。断路器点周期性地打开和关闭电流，上升和下降越剧烈越好。磁场崩溃在次级感应出一个非常高的电压，该电压通过分配器（本质上是一个电机驱动的旋转开关）到达火花塞（火花间隙）。

我正在考虑一个可以为（大）电容器充电的多级基于二极管的电压倍增器（由方波/振荡器驱动）。使用 JFET 之类的东西将电容器通过升压变压器的初级侧倾倒 - 稍微逐渐地，通过急剧截止以使次级在反冲时崩溃为高压。

我认为这就是汽车点火线圈的工作方式。

我不知道放电会持续多长时间 - 但可以使用电容器延长放电时间，针对附加负载进行调整。（如果电压的指数衰减是可以的）。