В большинстве высоковольтных блоков питания для создания необходимого выходного напряжения применяются так называемые умножители напряжения. Основная схема умножителя показана ниже на упрощенной принципиальной схеме блока питания:
Схема умножителя состоит из конденсаторов и диодов, расположенных в определенном порядке. Полярность на выходе блока определяется ориентацией диодов. В вышеприведенном примере диоды должны создавать на выходе положительную полярность относительно земли. Если поменять ориентацию всех диодов, умножитель будет выдавать отрицательное напряжение относительно земли.
В вышеприведенном примере показан двухступенчатый однополупериодный умножитель, в котором используются четыре диода. Двухполупериодные каскады умножителей более эффективны, в них используются дополнительные конденсаторы и в два раза больше диодов. Для создания высоких напряжений, таких как в блоках питания Spellman, последовательно соединяют большое количество каскадов умножения. 12-каскадный двухполупериодный умножитель будет содержать 48 диодов.
Как правило, используемые для сборки умножителей конденсаторы и диоды впаяны прямо в одну, а иногда в несколько печатных плат. Часто в целях изоляции от высоких напряжений такие платы заключаются в оболочку – заливаются компаундом.
Для упрощения процедуры изменения полярности на противоположную (как в экземпляре серии SL) при напряжениях выше 8 кВ предусмотрен второй умножитель – «противоположной полярности». Процесс замены умножителя не представляет трудностей, необходимы лишь отвертка и несколько минут времени. Из-за упрощенной конструкции блоков в модульном исполнении они, как правило, не допускают изменения полярности прямо на месте эксплуатации.