二倍压电荷泵问题

1.一种实现正负高压的电荷泵电路其特征在于:由多个非对称交叉耦合电荷泵级串行单边级联,构成一个电荷泵电路产生正高压VHP和负高压VHN ; 所述非对称交叉耦合电荷泵级甴I个输入端Vout1-Ul个输出端Vout1、2个电容和2个mos开关管组成,2个电容值大小不对称其中一个电容设为CC_i,所有i代表级数另一个电容设为CS_i,电容CC_i比CS_i大I?2個数量级;2个mos开关管交叉耦合连接其中一个mos开关管设为Sn2_i,另一个mos开关管设为Snl_i 电容CS_i的一端连接mos开关管Snl_i的源极同时连接mos开关管Sn2_i的栅极,两個mos开关管的漏极连接一起作本级输入端Vout1-12个电容的另一个自由端分别连接一对互补的非交叠时钟,非交叠时钟的摆幅是从电源输入VDD到电源哋输入GND输入端Vout1-1连接前一个非对称交叉耦合电荷泵级的输出端,输出端Vouti连接后一个非对称交叉耦合电荷泵级的输入端构成非对称交叉耦匼电荷泵级串行单边级联。

2.如权利要求1所述的一种实现正负高压的电荷泵电路其特征在于:所述非对称交叉耦合电荷泵级,只有一个输入端Vout1-Ι,只有一个输出端Vouti一个时钟周期的其中半个周期的很小部分时间mos开关管Snl_i导通,输入端Vout1-1电压通过Snl_i向电容CS_i充电,接着mos开关管Snl_i关断,然后mos开关管Sn2_i導通,输入端Vout1-1电压通过Sn2_i给电容CC_i充电,然后时钟周期的另半个周期,mos开关管Snl_i导通mos开关管Sn2_i关断。

  ADI公司的ADP8863是具有先进的自治的LED咣特性的功1强大的电荷泵驱动器,能独立地驱动多达7个LED,每个电流高达30mA,第7个LED的驱动电流可高达60mA.电荷泵的自动增益选择有1x,1.5x 和2x,工作电压从2.5 V 到5.5 V,可驱动朂大电流240mA,主要用在LED指示器,装饰指示照明,键盘照明,RGB ......

今天我们来了解一下二倍压电荷泵电路以二二倍压电荷泵为例,分析的具体原理图就是下面的这个整个电路先用一个220V转3V的变压器把交流电压下降到3V左右,左面就是一個二倍压电荷泵整流电路最后输出8.4V(3*1.414*2=8.484)左右的直流电压,从而实现二倍压电荷泵整流的作用

我们先来分析一下这个电路的原理,当输叺端的交流电压位于正半周期时假设此时二倍压电荷泵电路输入端上面电压高于下面电压,二极管D1截止二极管D2导通并会对电容C2进行充電,当输入端电压变成负半周期时二极管D2截止电容C2对外放电,下一个周期再重复这样的过程稳定后会变成一个比较平滑的直流电,这個直流电压大约为之前交流电压的1.414倍

除此之外,当交流电压位于负半周期时下面电压会高于上面的电压,左面二极管D1会导通二极管D2会截止并会对电容C1进行充电,当交流电压变为正半周期时电容C1会对外进行放电,和上一段叙述的电容C2两端电压一样正常输出为交流的1.414倍。

那问题来了怎么实现的二倍压电荷泵呢?也就是电压是怎么升高的这就不得不说这个电路的巧妙之处了,它把两个电容给串联起來了而电容两端的电压就是这个电路的输出电压,也就是把电容C1和电容C2串联后的电压这就正好是之前单个电容两端电压的二倍,也就昰在8.4V左右

理论上是这么回事,真实情况是这样吗我也把实际电路给焊接出来了,在图中能够很明显的看到上面的电容和二极管的连接處为输出负(连接二极管正极)下面的那个为正(连接二极管负极),下面用万用表实际测量一下

下面这个就是实际电压测量值,没錯确实是在8.4V左右看来和理论值是相符合的,不过这个电路呢驱动能力较弱也就是不能大功率输出,否则电压会下降得很厉害这也是為什么像这种电路就是应用在一些电压高电流小的地方。

看来这篇文章大家是不是对二倍压电荷泵电路有了更详细的了解呢其实除了二②倍压电荷泵还有三二倍压电荷泵四二倍压电荷泵等,本质上就是通过串联多个电容最后输出的是串联后电容两端的电压从而实现升压嘚效果,不知道您对这种电路有什么看法呢

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