Chúng ta biết khi dùng xung vuông cho kích thích cuộn dây L, quá trình sẽ cõ 2 giai đoạn:
(1) Giai đoạn bơm dòng vào cuộn dây, lúc này cuộn dây L sẽ tạo ra dòng điện ứng có chiều chống lại dòng điện chảy vào cuộn dây. Chúng
ta nói đây là giai đoạn nạp điện năng vào cuộn dây. Cuộn dây sẽ chứa điện năng dưới dạng một từ trường.
(2) Giai đoạn xả điện, khi cắt dòng nạp vào cuộn dây L, lượng điện
năng tích chứa trong cuộn dây L sẽ hoàn trả lại mạch điện dưới dạng
xung ứng, do biên độ mức xung ứng tùy thuộc vào thời gian ngắt mạch dt, thời gian ngắt mạch dt càng ngắn, càng nhanh thì biên độ xung ứng sẽ rất cao. Chúng ta dùng đặc tính này của cuộn dây L để tạo mức volt cao cho mạch nâng áp.
Trong mạch, chúng ta dùng xung ra trên chân C của Q2, qua R6, để đóng mở transistor Q3. Ở đây transistor Q3 làm việc như một khóa điện đóng mở nhanh.
* Khi Q3 bão hòa, nó sẽ bơm dòng vào cuộn cảm L1. Lúc này cuộn dây L ở thời kỳ nạp điện năng. Mức volt trên chân C của Q3 xuống gần bằng 0V.
* Khi Q3 ngưng dẫn, nó cắt nhanh dòng chảy qua cuộn dây L, cuộn dây sẽ chuyển qua thời kỳ hoàn trả điện năng, nó phát ra điện áp ứng biên cao trên chân C của Q3. Biên của xung này sẽ cộng thêm với mức áp Vcc của nguồn nuôi, qua diode D2 cho nạp điện vào tụ lọc C3, trên tụ C3 chúng ta sẽ lấy được mức áp DC cao. Trong mạch chúng ta dùng điện trở tải R7 để làm tải, với R7 chúng ta sẽ đạt được sự cân bằng điện năng của mạch.
Để hiểu được mạch làm việc ra sao, chúng ta dùng PSpice để phân tích mạch, kết quả phân tích như hình sau:
Đồ thị trên cho thấy, trong thời gian 1ms đầu tiên, điện áp trên tụ C3 được cho nạp dòng, mức áp trên tụ C3 tăng lên đến 110V, sau đó biên độ giảm dần xuống do sự xả điện qua điện trở tải R7 và mức áp ngả ra sẽ ổn định do sự cân bằng giữa qui trình nạp và xả.
Có cách nào tạo ra một mức áp DC ổn định trên tụ C3 không? Mức áp này ít phụ thuộc vào điện trở tải? Chúng ta sẽ xét đến vấn đề này trong mạch kế sau đây.
Dùng hồi tiếp để xác định điện áp ngả ra.
Trong mạch chúng ta dùng đường hồi tiếp với diode Zener và transistor Q4 cho tắt xung theo mức áp ngả ra, mạch làm việc như sau:
Khi mức áp trên tụ C3 chưa lên đủ cao thì diode zener D3 không dẫn điện, transistor Q4 còn ngưng dẫn, và mạch phát xung đóng mở cấp cho Q3 vẫn hoạt động. Khi mức áp trên tụ C3 lên cao hơn mức 30V thì diode zener D3 sẽ dẫn điện và nó làm bão hòa Q4, Q4 bão hòa sẽ làm tắt mạch dao động và ngưng cấp xung đóng mở cho Q3, vậy tụ C3 tạm thời không được bơm điện nữa. Nhưng khi mức áp trên tụ C3 giảm xuống do cấp dòng cho tải, lúc này mức áp xuống dưới mức 30V thì diode zener lại vào trạng thái tắt, không dẫn điện nữa và transistor Q4 lại ngưng dẫn và mạch dao động sẽ chạy lại và lại cấp điện cho tụ C3. Với cách hoạt động như vậy, chúng ta thấy mức áp trên tụ C3 sẽ được giữ ổn định ở mức 30V. Bạn xem đồ thị của PSpice sẽ thấy, mức áp trên tụ C3 qua cơ chế lúc nạp lúc xả đã được giữ ổn định ở mức 30V.