电荷泵电路原理

2024-9-29 10:29| 发布者: 玫瑰星云| 查看: 23| 评论: 0

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电荷泵（Charge Pump）是一种电路拓扑结构，用于实现电压升压或降压的功能。它通过周期性地转移电荷来改变电压水平（过控制fly电容的接入方式，利用电容电压无法突变的原理，来改变输出电压水平），而无需使用传统的变压器。电荷泵通常由开关元件（例如晶体管）、电容元件和电压源组成

电荷泵具有以下优点：

简单性：相对于传统的变压器，电荷泵的设计更简单，因为它不需要使用电感元件。

小型化：由于电荷泵中没有电感元件，可以实现更小型化的设计。

成本效益：电荷泵通常比传统的变压器更经济实惠。

电荷泵原理

1/2降压器

我们简单的分析以下原理：

阶段1：fly电容和Cout电容串联，如果fly电容和Cout电容是一样的，则有Vfly = Vout = 1/2 Vin

阶段2：fly电容和Cout电容并联，由于电容的电压无法突变，Vout = 1/2 Vin，实现降压

倍压器

原理如下：

阶段1：输入电压Vin个fly电容充电，Vfly = Vin。

阶段2：改变如图改变电容的接入方式，由于阶段1中电容已经充电，倒是fly电容上端的电压 = Vin + Vfly = 2 * Vin = Vout，实现倍压

反压器

原理如下：

阶段1：输入电压Vin个fly电容充电，Vin = Vfly

阶段2：fly电容反接到输出上，是的Vout = -Vfly = -Vin，实现反压

其他：通过增加更多的飞跨电容和开关，可以得到更多的电压转换比，但随之而来的成本和控制难度也会增加，往往吃力不讨好，所以我们这里不介绍。

当然以上的所有分析过程都是在电路已经进入稳态的状况下，即电容中已经充好电，电路上电有一段时间的前提。

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