❶ 电荷泵原理
电荷泵是一种电源转换技术,常用于线性电源LDO和开关电源DCDC中。本文将简要介绍电荷泵原理,并概述其在工作中的常见应用,以加深理解。
1、升压电荷泵工作原理
通过控制电容C1的充放电,电荷泵实现电压倍增。在升压电路中,S1、S2闭合,S3、S4打开,C1充电至电压Vin;随后,S3、S4闭合,S1、S2打开,电容Co电压达到2Vin,实现电压倍增。
2、降压电荷泵电路
通过调整升压电路,将S1接地端与Vo连接,S3Vin端接地,形成降压电路。S1、S2闭合,S3、S4打开,C1充电至Vin-Vo;接着,S3、S4闭合,S1、S2打开,C1电压变为Vo。该电路常用于手机快充中,通过“降压增流”,在低压条件下实现大电流充电。
3、电荷泵电路的应用
a、DCDC中自举电容的应用
在BUCK或BOOST电路中,自举电容用于实现Q2的导通。通过VREGN产生电压,通过二极管、自举电容及导通的Q1构成对地回路,电容充电后电压几乎等于VREG5,使得Q2的G极电压升至VREG5,实现导通。
b、TCON中电荷泵的使用
在TCON应用中,电荷泵用于将AVDD电压升压至VGH,通过优化电路设计,解决实际问题,如二极管压降损失和温升问题,提升电路带载能力。
c、电荷泵在快充中的应用
电荷泵在快充设计中用于电压减半、电流增倍,转换效率高,适用于OPPO 125W高压高电流充电方案,通过接口、线缆、电池协同,实现高压高电流充电。
在手机快充方案中,电荷泵与电源管理芯片配合,实现预充、恒流快充和恒压充电,通过USB PD协议动态调整输出电压,避免安全隐患,提高充电效率。
总结,电荷泵原理简单而应用广泛,结合不同场景,如自举电路、快充设计等,可实现高效转换和稳定供电,是电源管理中不可或缺的技术。