肖特基二極管組成的電荷泵多電壓輸出電路

概要

在需要價格便宜的多電源輸出的方案或者一個簡單的負電壓、高電壓輸出回路的時候, 用二極管和電容組成的電荷泵很有用.在不用芯片和電感線圈的情況下,二極管電荷泵能夠高效輸出上至10mA電流的整數倍的正、負電源電壓.

下面就說明基本的二極管電荷泵電路.

電路特點

1.簡單由肖特基二極管(使用體積小而且價格便宜的2- unit封裝最合適)和陶瓷電容組成.

2.可以輸出正、負電壓

3.電荷泵動作時高效率

4.最適合用在DC/DC轉換器的輔助電壓輸出.

基本電路

圖1 基本電路(1)

圖2 基本電路(2)

電路原理說明

基本電路由圖1所示.

輸出電壓如圖所示,VOUT1、VOUT2、VOUT3輸出電壓分別是 輸入電壓的1、2、3倍.升壓通過使用單獨電源和時鐘脈沖產生N(>=2)倍電壓;反轉僅用時鐘脈沖就可以產生-N(>=1)倍電壓.

由于每一個肖特基二極管都有損耗, 所以N倍輸出電壓可以根據下面公式來計算:

備注: VF是肖特基二極管的正向電壓降,α是電路中其他部份損耗.

圖2是一個變化后電路,它的上升時間比基本電路更短, 但是穩定性稍差.

圖3是只利用時鐘脈沖產生升壓的方法.雖然在電路中追加一些肖特基二極管和電容,但不需要單獨的電源.

圖4是用圖3所示電路組成的多電源的應用例.該設計最適用于PDA,LCD等應用,因為只簡單使用一個單通道DC/DC轉換器就可以產生多組正、負電壓輸出,例如9103系列.這個電路不僅可以用DC/DC轉換器實現,還可以用時鐘脈沖(矩形波),保證了它能適用于各種應用.

圖3 只用時鐘脈沖的升壓電路

圖4 多電源電路應用例