1. 电荷泵输出电压
电荷泵转换器常用于倍压或反压型DC-DC 转换。电荷泵电路采用电容作为储能和传递能量的中介,随着半导体工艺的进步,新型电荷泵电路的开关频率可达1MHz。电荷泵有倍压型和反压型两种基本电路形式。
电荷泵电路主要用于电压反转器,即输入正电压,输出为负电压,电子产品中,往往需要正负电源或几种不同电压供电,对电池供电的便携式产品来说,增加电池数量,必然影响产品的体积及重量。采用电压反转式电路可以在便携式产品中省去一组电池。由于工作频率采用2~3MHz,因此电容容量较小,可采用多层陶瓷电容(损耗小、ESR 低),不仅提高效率及降低噪声,并且减小电源的空间。
虽然有一些DC/DC 变换器除可以组成升压、降压电路外也可以组成电压反转电路,但电荷泵电压反转器仅需外接两个电容,电路最简单,尺寸小,并且转换效率高、耗电少,所以它获得了极其广泛的应用。
目前不少集成电路采用单电源工作,简化了电源,但仍有不少电路需要正负电源才能工作。例如,D/A 变换器电路、A/D 变换器电路、V/F或F/V 变换电路、运算放大器电路、电压比较器电路等等。自INTERSIL公司开发出ICL7660电压反转器IC后,用它来获得负电源十分简单,90 年代后又开发出带稳压的电压反转电路,使负电源性能更为完善。对采用电池供电的便携式电子产品来说,采用电荷泵变换器来获得负电源或倍压电源,不仅仅减少电池的数量、减少产品的体积、重量,并且在减少能耗(延长电池寿命)方面起到极大的作用。现在的电荷泵可以输出高达250mA的电流,效率达到75%(平均值)。
2. 电荷泵电源
max3232采用专有低压差发送器输出级,利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能,器件仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。max3232确保在120kbps数据速率,同时保持RS-232输出电平。
max3232具有二路接收器和二路驱动器,提供1uA关断模式,有效降低功效并延迟便携式产品的电池使用寿命。
3. 电荷泵输出电压计算
vco电荷泵的基本原理是,电容的充电和放电采用不同的连接方式,如并联充电、串联放电,串联充电、并联放电等,实现升压、降压、负压等电压转换功能。
电荷泵以非常简单的电路可以实现升压、降压、负压等功能,所以各种不同的场合为电路扩展小功率电路。
4. 电荷泵 负电压
这个电流流动的问题,还真是无法用仪器观察.电流虽然是客观存在的,但是目前的描述都是人们臆想出来的.
大致可以形象地理解为:
电池是一个正极充满正电荷负极充满负电荷的电容器,因此存在电压.此电压在电路中形成的电场,会使导体的自由电子做趋向于电池正极方向的运动,最靠近正极的电子所带的负电荷不断和电池正极的正电荷中和,而电池负极的负电荷不断补充导体中被中和的负电荷.直到电池存储的电荷中和完毕.
顺便说明一下:电荷的移动这句话不准确,电荷只是一种属性,不是物质.很多教科书把电荷当成物质来描述,是错误的.打个比方:你的身高在不断升高,这句话的准确说法是你在长高.这里身高是人身体的一个属性.
5. 电荷泵负压
某些电介质,当受力变形时内部产生极化现象,同时在两个表面产生相异电荷,外力去掉后,又恢复到不带电状态。这叫压电效应。当作用力方向改变时,电荷极性随之改变,这种现象称为“正压电效应”。
相反,当在电介质极化方向施加电场,这些电解质也会产生几何变形,这种现象称为“负压电效应”。
6. 电荷泵升压电路
电荷泵的基本原理是,电容的充电和放电采用不同的连接方式,如并联充电、串联放电,串联充电、并联放电等,实现升压、降压、负压等电压转换功能。
7. 电荷泵输出电压不理想
电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。例如,它在1.5X或1X的模式下都可以运行。当电池的输入电压较低时,电荷泵可以产生一个相当于输入电压的1.5倍的输出电压。而当电池的电压较高时,电荷泵则在1X模式下运行,此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。
要实现最优的性能,就要采用带低等效并联电阻(ESR)的电容器。低 ESR电容器须用在IC的输出上,来将输出波纹和输出电阻最小化,并达到最高的效率。陶瓷电容器就可以做到这一点,但是某些钽电容器可能要比较合适一点。