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电荷泵工作原理分析

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电源技术

电荷泵工作原理分析
发布日期:2009-3-16 14:41:12 文章来源:搜电 浏览次数: [pic]33
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电荷泵电压反转器是一种DC/DC变换器,它将输入的正电压转换成相应的负电压,即VOU
T=
-VIN。另外,它也可以把输出电压转换成近两倍的输入电压,即VOUT≈2VIN。由于它是利
用电容的充电、放电实现电荷转移的原理构成,所以这种电压反转器电路也称为电荷泵
变换器(Charge Pump Converter)。
电荷泵的应用
    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……
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