淺析肖特基二極管電荷泵電路

在需要價(jià)格便宜的多電源輸出的方案或者一個(gè)簡(jiǎn)單的負(fù)電壓、高電壓輸出回路的時(shí)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(shù)倍的正、負(fù)電源電壓。

下面就說(shuō)明基本的二極管電荷泵電路。

電路特點(diǎn)

簡(jiǎn)單由肖特基二極管(使用體積小而且價(jià)格便宜的2-units封裝最合適)和陶瓷電容組成。

可以輸出正、負(fù)電壓

電荷泵動(dòng)作時(shí)高效率

最適合用在DC/DC轉(zhuǎn)換器的輔助電壓輸出。

電路原理說(shuō)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(guò)使用單獨(dú)電源和時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生N≧２倍電壓；反轉(zhuǎn)僅用時(shí)鐘脈沖就可以產(chǎn)生-N≧１倍電壓。

由于每一個(gè)肖特基二極管都有損耗， 所以N倍輸出電壓可以根據(jù)下面公式來(lái)計(jì)算：

VOUT(N)= VIN× N - VF× 2(N - 1) - (α)

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(gè)變化后電路，它的上升時(shí)間比基本電路更短， 但是穩(wěn)定性稍差。 圖3是只利用時(shí)鐘脈沖產(chǎn)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(dú)的電源。

圖4是用圖3所示電路組成的多電源的應(yīng)用例。

該設(shè)計(jì)最適用于PDA，LCD等應(yīng)用，因?yàn)橹缓?jiǎn)單使用一個(gè)單通道DC/DC轉(zhuǎn)換器就可以產(chǎn)生多組正、負(fù)電壓輸出，例如9103系列。這個(gè)電路不僅可以用DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，還可以用時(shí)鐘脈沖(矩形波)，保證了它能適用于各種應(yīng)用。

基本電路

Fig. 1 Basic Circuit (1)

Fig. 2 Basic Circuit (2)

Fig. 3 Step-Up Voltages Gained by Using Clock Pulses Only

Fig. 4 Application Example of Multi-Voltag