肖特基二极管组成的电荷泵多电压输出电路

概要

在需要价格便宜的多电源输出的方案或者一个简单的负电压、高电压输出回路的时候, 用二极管和电容组成的电荷泵很有用.在不用芯片和电感线圈的情况下,二极管电荷泵能够高效输出上至10mA电流的整数倍的正、负电源电压.

下面就说明基本的二极管电荷泵电路.

电路特点

1.简单由肖特基二极管(使用体积小而且价格便宜的2- unit封装最合适)和陶瓷电容组成.

2.可以输出正、负电压

3.电荷泵动作时高效率

4.最适合用在DC/DC转换器的辅助电压输出.

基本电路

图1 基本电路(1)

图2 基本电路(2)

电路原理说明

基本电路由图1所示.

输出电压如图所示,VOUT1、VOUT2、VOUT3输出电压分别是 输入电压的1、2、3倍.升压通过使用单独电源和时钟脉冲产生N(>=2)倍电压;反转仅用时钟脉冲就可以产生-N(>=1)倍电压.

由于每一个肖特基二极管都有损耗, 所以N倍输出电压可以根据下面公式来计算:

备注: VF是肖特基二极管的正向电压降,α是电路中其他部份损耗.

图2是一个变化后电路,它的上升时间比基本电路更短, 但是稳定性稍差.

图3是只利用时钟脉冲产生升压的方法.虽然在电路中追加一些肖特基二极管和电容,但不需要单独的电源.

图4是用图3所示电路组成的多电源的应用例.该设计最适用于PDA,LCD等应用,因为只简单使用一个单通道DC/DC转换器就可以产生多组正、负电压输出,例如9103系列.这个电路不仅可以用DC/DC转换器实现,还可以用时钟脉冲(矩形波),保证了它能适用于各种应用.

图3 只用时钟脉冲的升压电路

图4 多电源电路应用例