一、电荷泵基本观点
电荷泵,也称为开关电容式电压变换器,是一种利用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变换器)。
电荷泵(charge pump)是一种直流-直流转换器,利用电容器为储能元件,多数用来产生比输入电压大的输出电压,或是产生负的输出电压。电荷泵电路的电效率很高,约为90-95%,而电路也相称的大略。
二、电荷泵的基本事情事理
电荷泵的基本事情事理是,电容的充电和放电采取不同的连接办法,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。
一旦电路被加电,将产生指数特性的瞬态条件,直到达到一个稳态条件为止。电容的寄生效应限定峰值充电电流,并增加电荷转移韶光。因此,电容的电荷累积不能立即完成,这意味着电容两端的初始电压变革为零。电荷泵就利用了这种电容特性。
给大家举个例子:电压转换在两个阶段内实现。
在第一个阶段,开关S1和S2关闭,而开关S3和S4打开,充电到输入电压;
在第二个阶段,开关S3和S4关闭,而S1和S2开。由于电容两端的电压降不能立即改变,输出电压跳变到输入电压值的2倍:
利用这种方法可以实现电压的倍压。开关旗子暗记的占空比常日为50%,常日能产生最佳的电荷转移效率。
三、电荷泵在电路中的浸染
1、电荷泵可以为电路供电
与基于电感的开关电源变换器比较,电荷泵具有尺寸小、EMI滋扰较小等优点,以是电荷泵被广泛运用于便携式产品中,为系统供应负的电源电压。
将电荷泵与电压基准源相结合,能够在单电源为系统供电的同时,得到一个反相的基准电源。如下图所示,该电路不同于由三端基准和运放反向器构成的反相基准电压源,不须要外加精密电阻和负电源即可得到精密的负的电压输出。
2、RS232电平转换中的升压、负压
电荷泵的其余一个极为广泛的运用便是为电平转换芯片供应符合RS-232标准的电源电压。电平转换芯片的供电常日为3.3V或者5V的单电源,而RS232电平标准哀求,以-3~-15V表示逻辑电平“1”,以+3~+15V表示逻辑电平“0”,以是RS232转换芯片不仅要完成电平转换,还要供应符合哀求的电源转换。
实在大家也创造,很多工业转换器都利用了电荷泵驱动,例如帝特的232转485转换器便是利用了“RS232电荷泵”驱动,利用电荷泵能够使设备不须要靠初始化232串口,不须要外接电源就可以得到电源,这样对项目的履行是非常方便灵巧的。
好了,以上便是关于电荷泵的详细先容,希望对您有所帮助,感谢您的阅读与支持!
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