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制备超低静态电流电荷泵

资料介绍
模拟技术论文

制备超低静态电流电荷泵
电池供电的便携式设备在大部分使用寿命内常常处在备用状态。在这种备用状态下,内
部升压变换器的静态电流仍然不断消耗电池能量。备用期间的静态电流可能比实际的负
载电流还要大。虽然几种基于电感器的变换器的最大静态电流不到10mA,但是,设计师
通常宁愿或要求在本质上必须安全的、对成本很敏感的设计中使用一种稳压电荷泵。具
有至少10
mA输出电流能力的现成稳压电荷泵,其典型最小静态电流为50~100mA。如果这样的静态
电流电平无法接受,你就需要增加电路来远程监控已稳压的电压并使电荷泵在进入和脱
离关闭状态之间来回切换,从而降低总的平均电流。不过,这种方法可能无法达到所期
望的低于10mA的静态电流电平。低导通电阻模拟开关、超低电流比较器和超低电流基准
的出现,使得最大静态电流接近7mA的电荷泵成为可能(图1)。

图1,这一电荷泵电路利用模拟开关来获得超低静态电流。
  电荷泵利用交流耦合技术将能量从转移电容器传送到储能电容器。转移电容器首先
通过模拟开关充电到VBATT电平,然后其它模拟开关将能量传送到接在VOUT上的储能电容
器。接着,转移电容器再次充电,并周而复始进行下去。由于理想模拟开关的损耗为零
,VOUT电平就等于VBATT的两倍。但是,不出所料,模拟开关的有限导通电阻产生的输出
电平是随负载电流下降而下降的。图1所示的基本稳压电荷泵包含一个振荡器、几个模拟
开关、一个电压基准和一个比较器。比较器起到电压监控器和振荡器的作用。当电路在
稳压时,比较器的输出为低电平,从而使NC开关关闭,并使C1充电至VBATT。当VOUT的电
压下降到低于输出稳压阈值(本例中为3.3V)时,比较器的输出变为高电平。NO(常开
)开关关闭,从而将C1的电荷转移到C2。这种循环会反复进行下去,直到VOUT再次获得
稳压状态。
  电阻器R3~R5为振荡提供了必要的……
制备超低静态电流电荷泵
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