電荷泵，也稱為開關(guān)電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”或“泵送”電容來儲(chǔ)能的DC-DC。為增進(jìn)大家對(duì)電荷泵的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電荷泵的極性設(shè)置方法以及一些常見的電荷泵問題予以介紹。如果你對(duì)電荷泵具有興趣，不放繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電荷泵如何設(shè)置極性

一般來說，電荷泵的極性可以通過改變其輸入和輸出之間的電流方向來設(shè)置。這些電流方向可以通過使用不同類型的半導(dǎo)體材料和構(gòu)造類型進(jìn)行控制。以下是一些設(shè)置電荷泵極性的方法：1. 使用反向輸入在電荷泵的輸入端，安裝一個(gè)反向二極管。這將會(huì)使得電流的方向反轉(zhuǎn)，因此電荷泵的輸出極性也會(huì)相應(yīng)地反轉(zhuǎn)。這種方法適用于在電路中使用已有的電荷泵，但需要更改其輸出極性的情況。2. 更改元件的構(gòu)造類型電荷泵的構(gòu)造類型可以通過使用不同類型的元件來進(jìn)行更改，從而更改其極性。例如，如果電荷泵中使用了P型半導(dǎo)體材料，則可以通過更換為N型半導(dǎo)體材料來制造一個(gè)固定的正向電荷泵，或者通過更換為P型半導(dǎo)體材料來制造一個(gè)固定的反向電荷泵。3. 修改電荷泵電路通過更改電荷泵電路的構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其極性的控制。例如，在電荷泵的輸出端添加一個(gè)反向偏置，并相應(yīng)地調(diào)整輸入電容器的電容值，可以使電荷泵的輸出保持正向偏置。同樣地，通過添加正向偏置并調(diào)整輸入電容器的電容值，可以使電荷泵的輸出保持反向偏置。

二、電荷泵常見問題解答

1、電荷泵如何工作

電荷泵(開關(guān)電容)IC通過利用一個(gè)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)給兩個(gè)或兩個(gè)以上的電容供電或斷電來進(jìn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換。基本電荷泵開關(guān)網(wǎng)絡(luò)不斷在給電容器供電和斷電這兩個(gè)狀態(tài)之間切換。C1(充電電容)傳輸電荷，而C2(充電電容器)則儲(chǔ)存電荷并過濾輸出電壓。

額外的“快速電容”和開關(guān)陣列帶來多種好處。

2、電荷泵有哪些工作模式

電荷泵IC可以用作逆變器、分路器或者增壓器。逆變器將輸入電壓轉(zhuǎn)變成一個(gè)負(fù)輸出。作為分路器使用時(shí)，輸出電壓是輸出電壓的一部分，例如1/2或2/3。作為增壓器時(shí)，它可以給I/O帶來一個(gè)1.5X或者2X的增益。很多便攜式系統(tǒng)都是用一個(gè)單鋰離子電池或者兩個(gè)金屬氫化物鎳電池。因此當(dāng)在2X模式下運(yùn)行時(shí)，電荷泵可以給一般在3.3V到4.0V的范圍內(nèi)工作的白光LED供應(yīng)適當(dāng)?shù)恼螂妷骸?

3、電荷泵的輸出電壓經(jīng)過調(diào)節(jié)嗎

基本電荷泵缺少調(diào)整電路，因此實(shí)際上所有當(dāng)今使用的電荷泵IC都增加線性調(diào)整或者電荷泵調(diào)制。線性調(diào)整的輸出噪音最低，并可以在更低的效率情況下提供更好的性能。而由于調(diào)整IC沒有串聯(lián)傳輸晶體管，控制開關(guān)電阻的電荷泵調(diào)制就可以提供更高的效率，并為一個(gè)給定的芯片面積(或消耗)提供更多的輸出電流。

4、電荷泵的主要優(yōu)勢(shì)是什么

電荷泵消除了電感器和變壓器所帶有的磁場和電磁干擾。但是，仍然有一個(gè)可能的微小噪音源，那就是當(dāng)快速電容和一個(gè)輸入源或者另外一個(gè)帶不同電壓的電容器相連時(shí)，流向它的高充電電流。同樣的，“分路器”電荷泵也能在LDO上改進(jìn)效率，但又不會(huì)像感應(yīng)降壓調(diào)整器那樣復(fù)雜。

5、電荷泵的輸出電壓和它的輸入電壓適配嗎

電荷泵可以依據(jù)電池電壓輸入不斷改變其輸出電壓。例如，它在1.5X或1X的模式下都可以運(yùn)行。當(dāng)電池的輸入電壓較低時(shí)，電荷泵可以產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)于輸入電壓的1.5倍的輸出電壓。而當(dāng)電池的電壓較高時(shí)，電荷泵則在1X模式下運(yùn)行，此時(shí)負(fù)載電荷泵僅僅是將輸入電壓傳輸?shù)截?fù)載中。這樣就在輸入電壓較高的時(shí)候降低了輸入電流和功率損耗。

6、增加電容的開關(guān)頻率會(huì)發(fā)生什么變化

增加開關(guān)頻率也就增加了IC的靜態(tài)電流，但是也同時(shí)降低了C1和C2的電容值。常態(tài)頻率結(jié)構(gòu)提供低噪音調(diào)整輸出電壓，同時(shí)其輸入噪音也比傳統(tǒng)的電荷泵調(diào)節(jié)器要低。高頻率操作簡化了過濾，從而進(jìn)一步降低了傳導(dǎo)噪音。

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