Erzeugen Sie mit Kondensatoren eine Spannung, die höher ist als die Versorgungsspannung

Ihre Idee wurde schon einmal erfunden, und sie funktioniert: Die Schaltung wird Ladungspumpe genannt. Im Internet finden Sie viele Ladungspumpen-Designs. Sie können einfacher sein als Ihre (siehe unten).

Was Ihre unmittelbare Frage betrifft, warum die Spannung an C9 nicht höher als 4 V geht, obwohl das obere Ende von C7 bis zu 8 V reicht:

Transistoren sind nicht nur Schalter, bei denen der Schalter eingeschaltet wird, wenn die Basis Spannung hat - sie werden viel komplizierter. Beachten Sie insbesondere, dass der Transistor die Basisspannung im Vergleich zum Emitter erkennt , nicht im Vergleich zu 0 V. Wenn die Basis 5 V und der Emitter 4 V beträgt, erkennt der Transistor nur eine Basisspannung von 1 V, nicht 5 V.

Und genau das passiert hier. Da die Basisspannung von Q2 nicht höher als 4,54 V (10/11 von 5,0 V) sein kann, kann die Emitterspannung von Q2 nicht höher als etwa 3,9 V werden, bevor Q2 abschaltet. Transistoren sind analoge Geräte, daher findet Q2 ein Gleichgewicht, bei dem die Basis-Emitter-Spannung genau ausreicht, um zu verhindern, dass die Emitterspannung höher wird.

Dies wird in "Emitterfolger"- oder "Common-Collector"-Verstärkerschaltungen verwendet: Die Emitterspannung folgt der Basisspannung minus etwa 0,6 V. Aber das ist hier nicht erwünscht.

Beachten Sie, dass Q12 dieses Problem nicht hat, da sein Emitter immer 0 V beträgt. Für ein gutes Schalten möchten Sie, dass alle Ihre Transistoren wie Q12 sind. Wenn Sie einen Schalter an +5 V anschließen möchten, können Sie auch einen PNP-Transistor verwenden, der entgegengesetzte Spannungen verwendet und sich einschaltet, wenn die Basisspannung im Vergleich zum Emitter, den Sie an +5 V anschließen, unter etwa -0,6 V fällt .

Q11 wird im "reverse active"-Modus verwendet. Wenn es eingeschaltet ist, fließt Strom vom Emitter zum Kollektor, was rückwärts ist. Transistoren können in diesem Modus arbeiten, aber nicht so gut wie im üblichen „Forward Active“-Modus.

Beachten Sie, dass die gesamte C8 / Q13 / Q11 / Q12 / etc-Schaltung unnötig ist. Sie können einfach die Unterseite von C7 an den Ausgang des Wechselrichters anschließen, es sei denn, Ihr Wechselrichter ist zu schwach, um den Laststrom zu liefern - in dieser Konfiguration kommt der gesamte Laststrom aus dem Wechselrichter. Q10 benötigt kein aktives Schalten und kann nur eine Diode sein. Q2 benötigt auch kein aktives Schalten und kann nur eine Diode sein. Wenn Sie diese Änderungen vornehmen, finden Sie sich mit so etwas wie der Standard-Spannungsverdopplungsschaltung der Ladungspumpe wieder:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Übrigens: Verschiedene Ladungspumpendesigns können auch zur Spannungsverdreifachung usw. und zur Erzeugung negativer Spannungen verwendet werden.