開關電容穩壓器 (06-100)

　　傳統上，一個穩壓器是要根據有效數量來進行比較。然而，由于Li-ion 電池的自身特性，根據時間權重效率或者“需要多長時間才能讓Li-ion充分放電？”來進行比較會更加有用。我們的經驗顯示在200mA的負載下，使用一個典型開關穩壓器的Li-ion 電池可以比使用開關電容穩壓器的Li-ion 電池耐用達6%-8%。假設最大負載僅表現為時間的20%到30%(微處理器的情況)，那么在感應開關和開關電容穩壓器間的運行時間上的差別是可以忽略的。

　　開關電容穩壓器的更多增益可能會增加一點點效率，但是卻要增加更多外部電容器和內部功率FET，從而增加成本，同時也加大了解決方案的尺寸。上述的增益可以通過兩個外部電容器或快速電容器(CFLY)來取得。這些電容器用于存儲電荷并將電荷從VIN 傳輸到 VOUT。除了快速電容(CFLY) ，我們還需要一個輸入電容器(CIN)，和一個輸出電容器(COUT)，輸入電容器(CIN)指示出電壓紋波，而輸出電容器(COUT)控制輸出電壓紋波。根據VIN 和 VOUT 可接受的紋波取值，CIN 和COUT 的典型值范圍是從1mF 到10mF 。CFLY 的數量通常比COUT 少。外部電容器(CFLY)通過內部的功率FET在不同的配置中連接到芯片。圖3顯示出2/3, 1/2和1增益的不同配置。電容器C1和C2是快速電容器或CFLY。CIN和COUT已被刪除以達到簡化目的。如圖所示，一個增益通過兩相位間的交替變化來取得，其中包括充電相位或普通相位和放電相位。在不同的增益之間具有一個共同相位以便在增益間達到完美躍遷。我們可以通過共同相位，根據需要隨時進行增益躍遷。一個開關電容穩壓器在芯片上可能有一個到2個功率FET。然而，一個開關電容穩壓器可能在芯片上任何位置設有4個到9個或者更多的功率FET(根據離散電壓增益的數量)。這就限制了在既定的裸片尺寸下，開關電容穩壓器的輸出電流性能。圖4在開關、開關電容器和線性穩壓器間的負載性能、效率和尺寸上進行了比較。