前言
今天在B站看到了一個很有意思的視頻，解決了困擾我很長時間的問題，使用電池的電蚊拍是如何消滅蒼蠅的？下面做下簡單總結。
簡單原理
電蚊拍使用升壓電路，將3V的直流電，升壓為1800V的交流電，從而實現消滅蒼蠅的功能。
電路原理圖 如圖所示：
左側為自激盪電路，右側為兩個二倍壓串聯成的四倍壓電路
該電路可以完成兩次升壓
第一次通過左側的變壓器將3V直流電升壓為450V交流電
第二次通過四倍壓電路的倍壓整流升壓為1800V交流電
一、變壓器升壓
1. 變壓器原理
變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置
交流電在通過初級線圈在鐵芯上產生交變磁場
交變磁場通過次級線圈產生感應電動勢
當我們在如右圖所示的變壓器上，輸入1V的交流電
我們就能在次級次級線圈上得到10V的交流電
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二、如何將直流電轉變為交流電
1. 原理
我們知道變壓器的輸入端必須是交流電，那么我們應該怎樣將3V的直流電，轉換為交流電呢。
這里利用了 自激振盪原理
一般的變壓器有兩個線圈，自激振盪變壓器有三個線圈
在初級、次級線圈的基礎上，又多了一個反饋線圈。
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2. 自激震盪過程
在該案例中，初級線圈只有8圈，而次級線圈有1200圈，所以次級線圈能感應出1200/8*3v=450V的交流電
自激盪過程如下：
- 當我們閉合開關，由於電感對電流有抑制作用，最開始可以吧電感看做是斷路，慢慢的(實際很快)電感的抑制作用減弱，三極管開始導通。
- 慢慢的三極管CE級電流越來越大，由於電流的增加，初級線圈上感應出了向上的電流，來抑制電流的增大。此時反饋線圈上也感應出了向上的電壓，產生相反的電流。
- 這時三級管會開始截止，CE極之間又沒有電流通過。
- 此過程反反復復，形成類似開關的狀態，模擬出交流電的效果。
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另外一種分析方式：
初始狀態，三極管是關閉的，所有繞組上都沒有電壓。加了輸入電壓后，由啟動電阻經過反饋線圈流過很小的電流到三極管基極。此時三極管開始導通，輸入電壓加在變壓器原邊繞組上，原邊繞組的電流近似線性上升。在初級線圈電流增加的過程中，反饋線圈上的電壓是上負下正。然后形成了正反饋，器件保持導通。當電流上升到使得變壓器磁芯接近飽和時，這時因為磁芯飽和，反饋繞組上感應電壓就會下降，於是基極電流下降，然后三極管的集電極電流（也就是原邊繞組的電流）下降。因為原邊繞組的電流下降，這個時候反饋繞組的電壓才開始反極性（下負上正），因為正反饋，器件就會關斷，直到變壓器儲能完全向副邊釋放。電路又開始啟動，然后進入下一個周期。這個振盪頻率原邊電感，輸入電壓和輸出電流都有關系，是變頻工作模式。
三、如何升壓
在將直流電轉換為交流電后，我們可以簡單的通過變壓器，將3V升壓至450V，在通過四倍壓電路將450V升壓至1800V
1.一級升壓
在該案例中，初級線圈只有8圈，而次級線圈有1200圈，所以次級線圈能感應出1200/8*3v=450V的交流電
2.二級升壓
為了便於分析，我們將左側變壓器原邊繞組省略，右側為一個四倍壓電路，可以將450V電壓升壓至450V*4=1800V
四、四倍壓是如何實現的
為了分析四倍壓電路，我們不妨先來看一下二倍壓電路，他們的原理都是一樣的
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1. 二倍壓電路
電路左側為450V的交流電，
當峰值為正半周期時，電源上正下負，C1充能電壓為450V，右側二極管斷路
當峰值為副半周期時，電源上負下正，C1與電源為C2充能為900V，左側二極管斷路
可簡單看作，電容C1和電源為C2充電，450V+450V=900V，二倍升壓完畢。
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2. 三倍壓與四倍壓
當我們在二倍壓電路右側加上一個電容和一個二極管
在峰值為正半周期時，由二倍壓電路可得，C1為450V，C2為900V
電源極性與C1相反，兩者抵消為0
可簡單看做C2為C3充能，使C3為900V
所以C1C2兩點之間的電壓為 450V+900V = 1350V，三倍壓電路由此而來。
相應的，我們繼續添加電容和二極管
由於在負半周期，C2與電源和C1的極性相反，可以看做C3單獨給C4充能為900V
C2與C4之間的電壓為1800V，四倍壓由此而來。
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五、電蚊拍實現
最后，看一下最終的電路，會發現很清晰。
左側3V直流電通過自激振盪變壓器升壓為450V交流電，在通過四倍壓電路升壓至1800V高壓交流電。達到擊斃蒼蠅的目的。
六、小細節
1. 雙層設計
此時AB兩點的電壓高達1800V，已經可以危害人體，所以放電區進行了雙層設計。
當人手觸碰到頂層是，無法接通電路，不會觸發放電。
當蒼蠅等小型昆蟲進入電網中時，電路接通，進行放電。
2. 放電電阻
在AB兩點之間，會連接一個電阻，阻止很大。
當開關斷開后，電阻會放掉電容中存的電。
如果沒有電阻的話，放電區會一直為帶電狀態
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