在分析NMOS管的時候,用來做高邊的時候,需要有電荷泵,對這個一直不算太了解,找了一些資料,也算是整理一下。方便下大家。
參考資料:
Redox 的電荷泵掃盲篇介紹了一些基本知識
在google上找到了《Charge pump circuit design》,覺得非常不錯,不過是設計集成電路,對我們了解來說可能太過麻煩了。在維庫上找到一些文章,把鏈接做在這里:電荷泵基本原理,電荷泵工作原理分析 電荷泵的效率 負電壓泵的工作原理
最簡單的電壓泵如下:
2倍壓結構
開關信號的占空比為50%時,能產生最佳的電荷轉移效率。
充電階段:S1和S4閉合,S2和S3打開,此時輸入電壓V_IN對C.F充電,CF兩端的電壓為V_IN。
轉移階段:S1和S4打開,S2和S3閉合,此時輸入電壓V_IN與C.F串聯對C.OUT充電,如此在C.OUT端的輸出電壓即為兩倍的輸入電壓。
充電階段:(CF x VIN) =Q1
轉移階段:(Vout-VIN) x CF =Q2
運算:CF x VIN= (Vout-VIN) x CF
結果:VOUT=2VIN 【Duty Cycle=50% 】
1.5倍壓結構
開關信號的占空比通常為50%時,可產生最佳的電荷轉移效率。
充電階段:S1、S4和S7閉合,S2、S3、S5和S6打開,此時輸入電壓V_IN對CF1和CF2充電,如此在電容兩端的電壓均分別為V_IN/2。
轉移階段:S1、S4和S7打開,S2、S3、S5和S6閉合,此時CF1和CF2,為并聯再與輸入電壓V_IN串聯,然后對Cout充電,如此在Cout端的輸出電壓即為1.5倍壓的輸入電壓。
3倍壓結構
開關信號的占空比通常為50%時,可產生最佳的電荷轉移效率。
充電階段:S2,S3,S5和S6閉合,S1,S4和S7打開,此時輸入電壓V_IN對CF1和CF2充電,如此在電容兩端的電壓均分別為V_IN。
轉移階段:S2,S3,S5和S6打開,S1,S4和S7閉合,此時CF1和CF2,與輸入電壓V_IN串聯,然后對Cout充電,如此在Cout端的輸出電壓即為3倍壓的輸入電壓。
另外一種實現形式(以二極管為開關):
負壓結構
充電階段:S1和S2閉合,S3和S4打開,此時輸入電壓V_IN對CF充電,如此在電容CF兩端的電壓為V_IN。
轉移階段:S1和S2打開,S3和S4閉合,此時CF對COUT充電,在COUT端的輸出電壓即為負的輸入電壓,而輸入端對輸出端而言即可獲得兩倍的電壓差,開關信號的占空比通常為50%。
按照書上的說法,主要基礎就是分兩類,評估性能的話,可參考最后一個文檔
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