❶ 電荷泵原理
電荷泵是一種電源轉換技術,常用於線性電源LDO和開關電源DCDC中。本文將簡要介紹電荷泵原理,並概述其在工作中的常見應用,以加深理解。
1、升壓電荷泵工作原理
通過控制電容C1的充放電,電荷泵實現電壓倍增。在升壓電路中,S1、S2閉合,S3、S4打開,C1充電至電壓Vin;隨後,S3、S4閉合,S1、S2打開,電容Co電壓達到2Vin,實現電壓倍增。
2、降壓電荷泵電路
通過調整升壓電路,將S1接地端與Vo連接,S3Vin端接地,形成降壓電路。S1、S2閉合,S3、S4打開,C1充電至Vin-Vo;接著,S3、S4閉合,S1、S2打開,C1電壓變為Vo。該電路常用於手機快充中,通過「降壓增流」,在低壓條件下實現大電流充電。
3、電荷泵電路的應用
a、DCDC中自舉電容的應用
在BUCK或BOOST電路中,自舉電容用於實現Q2的導通。通過VREGN產生電壓,通過二極體、自舉電容及導通的Q1構成對地迴路,電容充電後電壓幾乎等於VREG5,使得Q2的G極電壓升至VREG5,實現導通。
b、TCON中電荷泵的使用
在TCON應用中,電荷泵用於將AVDD電壓升壓至VGH,通過優化電路設計,解決實際問題,如二極體壓降損失和溫升問題,提升電路帶載能力。
c、電荷泵在快充中的應用
電荷泵在快充設計中用於電壓減半、電流增倍,轉換效率高,適用於OPPO 125W高壓高電流充電方案,通過介面、線纜、電池協同,實現高壓高電流充電。
在手機快充方案中,電荷泵與電源管理晶元配合,實現預充、恆流快充和恆壓充電,通過USB PD協議動態調整輸出電壓,避免安全隱患,提高充電效率。
總結,電荷泵原理簡單而應用廣泛,結合不同場景,如自舉電路、快充設計等,可實現高效轉換和穩定供電,是電源管理中不可或缺的技術。