一文理解电荷泵电源原理

时间:2022-08-12 02:18:09 作者:火狐体育平台app下载 来源:火狐体育全站APP  提示:点击图片可以放大

  电荷泵电源是一种常见架构的电源,与基于电感的开关电源相比,电荷泵尺寸小,没有电感带来的磁场和EMI干扰。

  手机行业快充方案有高电压或高电流两种,高电压简单易行,对配件要求低,如果考虑到降压,则效率较低;高电流方案效率高,对配件要求也高,尤其是线材,这导致成本急剧上升。

  下图是电荷泵基本架构框图,由1个飞电容Vc和4个开关即可实现基本的电荷泵功能。先给电容储能,再由电容向负载放电,下面简述电荷泵的工作流程。

  电荷泵有通常有两个工作状态,分别是充电和放电,在充电时,路径见下图。当开关Q1和Q3导通时,对飞电容C1充电,当充放电达到平衡时,在充电阶段有:Vi-Vc=Vo。

  放电路径见下图,放电时电容C1直接给负载Ro放电,Vc=Vo,结合充电时的公式Vi-Vc=Vo,可以得到Vo=0.5Vi,即电压减半。

  查看下Ii和Io的电流波形,红色是输入电流,绿色是输出电流,当电容充电时,Ii=Io=Ic,当电容放电时,Ii=0,Io=Ic。所以在整个周期内,Ii只存在1/2个周期,Io存在整个周期,Io=2Ii,电流加倍。