改進的電荷泵 可以從數(shù)字信號中提取功率

本設(shè)計方案中描述的倍壓器是Dickson電荷泵的改進型。與該電路不同，它不需要直流輸入電壓，只需要一個數(shù)字時鐘，其峰值理想情況下在輸出端加倍作為直流電壓。

圖1電壓倍增器產(chǎn)生自己的局部V +

電路動作作為電荷泵，C1充電到輸入時鐘的高電平，然后通過D2放電到低電平的C2。當時鐘返回高時，C2又通過二極管D3放電到C3。

無負載時，輸出電壓是峰值輸入電壓的兩倍，減去三個二極管的正向電壓 - 總共0.75V。輸出電壓穩(wěn)定在十個時鐘周期內(nèi);在兩個時鐘之后，它達到最終值的大約60％。它的值取決于負載電流和輸入時鐘的峰值，因此如果您需要精確的輸出電壓，您可以隨時進行后置調(diào)節(jié)。

要為您的應(yīng)用選擇電容值，您可以使用以下公式：

C =（I load ×T low ）/VR（PP）

其中I load 是負載電流，T low 是時鐘的低電平持續(xù)時間電壓，VR（PP）是輸出端可接受的峰峰值紋波電壓。

該電路已通過測試200kHz RC-Schmitt非穩(wěn)態(tài)內(nèi)置74HC14逆變器，V DD = 5V（圖2）。一條10米的絞合電纜將非穩(wěn)態(tài)輸出連接到倍壓器輸入端，并獲得了以下測量結(jié)果：

D4可以最大限度地減少輸入時鐘下降沿的振鈴。

圖2添加反振鈴鉗D4

從任何數(shù)字數(shù)據(jù)線獲取電源的電路可用于在不使用本地電池的遠程微功率應(yīng)用中提供更高的電源電壓，例如在1線串行接口網(wǎng)絡(luò)中。

如果需要更高的電源電壓，可以擴展電路以獲得N倍乘數(shù)。圖3顯示3倍乘數(shù)。

圖3電壓三倍器

通過反相所有二極管并將輸入峰值電容耦合并鉗位至0V，也可以產(chǎn)生負電壓。圖4顯示負電壓倍增器，鉗位電路包括C4和D4。您還可以通過修改圖3電路獲得更高的負電壓。

圖4負電壓倍增器