電荷泵的常見應(yīng)用

電荷泵(charge pump)是一種直流-直流轉(zhuǎn)換器數據顯示,利用電容器為儲(chǔ)能元件資源優勢,多半用來產(chǎn)生比輸入電壓大的輸出電壓,或是產(chǎn)生負(fù)的輸出電壓充分發揮。電荷泵電路的電效率很高國際要求,約為90-95%流動性,而電路也相當(dāng)?shù)暮唵巍?/div>
 
電荷泵利用一些開關(guān)元件來控制連接到電容器的電壓。例如競爭激烈,可以配合二階段的循環(huán)持續創新,用較低的輸入電壓產(chǎn)生較高的脈沖電壓輸出。在循環(huán)的第一階段空白區,電容器連接到電源端協調機製,因此充電到和電源相同的電壓,在第一階段會(huì)調(diào)整電路組態(tài),使電容和電源電壓串聯(lián)實踐者。若不考慮漏電流的效應(yīng)取得明顯成效,也假設(shè)沒有負(fù)載,其輸出電壓會(huì)是輸入電壓的兩倍(原始的電源電壓加上電容器兩端的電壓)數據。較高輸出電壓的脈沖特性可以用輸出的濾波電容器來濾波創新的技術。
 
"電荷泵"一詞也有用在鎖相環(huán)(PLL)電路中,不過作用不同改進措施。鎖相環(huán)中的電荷泵只是雙極性的切換式電流源就此掀開,因此可以輸出正負(fù)交換的電流脈沖給鎖相環(huán)的濾波電路,但其電壓只能在電源和地點(diǎn)之間今年,無法產(chǎn)生超過電源或低于地點(diǎn)的電壓穩步前行。
 
電荷泵常見的應(yīng)用是RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換IC,可以從單一的5V或3V電源供應(yīng)器產(chǎn)生正負(fù)電壓(多半是+10V及-10V)動手能力。
 
電荷泵也可以用在LCD或是白光LED的驅(qū)動(dòng)電路逐步改善,從單一電源(例如電池)產(chǎn)生高偏壓的電壓。
 
電荷泵廣泛應(yīng)用在NMOS的內(nèi)存及微處理器中提升,用來產(chǎn)生連接到IC基層(Substrate)的負(fù)電壓VBB(約-3V)大大提高。這可以確保N+至基層的結(jié)點(diǎn)(junction)都有3V甚至更高的逆向偏壓,可以降低結(jié)點(diǎn)電容研究成果,并且提升電路的速度取得了一定進展。
 
到2007年為止,幾乎所有的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器(flash memory)都已整合了電荷泵電路大面積。這類的芯片在記憶單元寫入新的值前積極參與,需要用高電壓的脈沖先清除該區(qū)塊已有的資料。早期的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器需要二種電源:用來讀取資料的+5V以及用來清除資料的+12V有望。截至2007年進一步推進,市面上可購得的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器都只需要一組電源,多半是1.8V或3.3V方案。而清除記憶區(qū)塊需要的高電壓則由芯片中的電荷泵自行產(chǎn)生應用的選擇。
 
在由n通道的功率MOSFET或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)組成的H橋電路中,電荷泵也用在H橋high side功率元件的柵極驅(qū)動(dòng)器上左右。當(dāng)H橋其中一只中心點(diǎn)為低電壓時(shí)背景下,會(huì)經(jīng)由二極管向電容器充電,之后充電的電荷會(huì)來讓high side的柵極比電源電壓高一些可靠保障,好讓功率元件導(dǎo)通等特點。假設(shè)H橋正常切換的情形下,上述的作法可以正常工作多種,免去了另一個(gè)獨(dú)立的電源供應(yīng)器將進一步,也讓開關(guān)可以使用效率更好的n通道元件充分發揮。這種電路(需要周期切換high side功率元件)也稱為bootstrap電路,有時(shí)也和電荷泵電路會(huì)有些差異成就。
 
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