基本介紹
- 中文名：電荷泵
- 外文名：Charge Pump
- 儲能方式：電容儲存電荷
- 主要功能：電壓轉換
簡介,分類,工作原理,
簡介
Charge Pump就是電荷泵的意思。電荷泵是利用電容的充放電來實現電壓的轉換的，輸入迴路和輸出迴路輪流導通。通過調節占空比來調節輸出電壓，這與傳統的boost電路需要外接一個電感有所不同，這樣這個布板體積相對較小。電荷泵，也稱為開關電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”(flying)或“泵送”電容(而非電感或變壓器)來儲能的DC-DC變換器。它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用於產生負電壓。其內部的FET開關陣列以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(0.5,2或3)倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。這種特別的調製過程可以保證高達80%的效率，而且只需外接陶瓷電容。由於電路是開關工作的，電荷泵結構也會產生一定的輸出紋波和EMI(電磁干擾)。
分類
電荷泵可分為：
——開關式調整器升壓泵。
——無調整電容式電荷泵。
——可調整電容式電荷泵。
工作原理
3種電荷泵的工作過程均為：首先貯存能量，然後以受控方式釋放能量，以獲得所需的輸出電壓。開關式調整器升壓泵採用電感器來貯存能量，而電容式電荷泵採用電容器來貯存能量。
電容式電荷泵通過開關陣列和振盪器、邏輯電路、比較控制器實現電壓提升，採用電容器來貯存能量。因工作於較高頻率，可使用小型陶瓷電容器(1μF)，占用空間最小，使用成本較低。電荷泵僅用外部電容器即可提供±2倍的輸出電壓。其損耗主要來自電容器的等效串聯電阻（ESR)和內部開關電晶體的RDS（ON）。電荷泵轉換器不使用電感器，因此其輻射EMI可以忽略。輸入端噪聲可用一隻小型電容器濾除。它的輸出電壓是工廠生產時精密預置的,可通過後端片上線性調整器調整，因此電荷泵在設計時可按需要增加電荷泵的開關級數，以便為後端調整器提供足夠的活動空間。電荷泵十分適用於攜帶型套用產品的設計。電容式電荷泵實際上是一個基準、比較、轉換和控制電路組成的系統。
