电荷泵(什么是电荷泵,它的工作原理是什么,电荷泵可以用在电路中吗?)

什么是电荷泵,它的事情原理是什么,电荷泵可以用在电路中吗?

迩来有很多伙伴扣问什么是电荷泵,串口装备为什么要使用电荷泵驱动,有什么作用呢?今天就来给各位解答一下。

一、电荷泵基本看法

电荷泵,也称为开关电容式电压变动器,是一种使用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变动器)。

电荷泵(charge pump)是一种直流-直流转换器,使用电容器为储能元件,大多用来产生比输入电压大的输入电压,或是产生负的输入电压。电荷泵电路的电听从很高,约为90-95%,而电路也相当的简便。

二、电荷泵的基本事情原理

电荷泵的基本事情原理是,电容的充电和放电接纳不同的毗连办法,如并联充电、串联放电,串联充电、并联放电等,完成升压、降压、负压等电压转换功效。

一旦电路被加电,将产生指数特性的瞬态条件,直抵到达一个稳态条件为止。电容的寄奏效应限定峰值充电电流,并增长电荷转移时间。因此,电容的电荷累积不克不及立刻完成,这意味着电容两头的初始电压厘革为零。电荷泵就使用了这种电容特性。

给各位举个例子:电压转换在两个阶段内完成。

在第一个阶段,开关S1和S2关闭,而开关S3和S4掀开,充电到输入电压;

在第二个阶段,开关S3和S4关闭,而S1和S2开。由于电容两头的电压降不克不及立刻改动,输入电压跳变到输入电压值的2倍:

使用这种办法可以完成电压的倍压。开关信号的占空比通常为50%,通常能产生最佳的电荷转移听从。

三、电荷泵在电路中的作用

1、电荷泵可以为电路供电

与基于电感的开关电源变动器比拟,电荷泵具有尺寸小、EMI干扰较小等优点,以是电荷泵被广泛使用于便携式产物中,为体系提供负的电源电压。

将电荷泵与电压基准源相团结,可以在单电源为体系供电的同时,取得一个反相的基准电源。如下图所示,该电路不同于由三端基准和运放反向器构成的反相基准电压源,不必要外加精密电阻和负电源即可取得精密的负的电压输入。

2、RS232电平转换中的升压、负压

电荷泵的别的一个极为广泛的使用就是为电平转换芯片提供切合RS-232标准的电源电压。电平转换芯片的供电通常为3.3V大概5V的单电源,而RS232电平标准要求,以-3~-15V表现逻辑电平“1”,以+3~+15V表现逻辑电平“0”,以是RS232转换芯片不仅要完成电平转换,还要提供切合要求的电源转换。

但是各位也发觉,很多产业转换器都使用了电荷泵驱动,比如帝特的232转485转换器就是使用了“RS232电荷泵”驱动,使用电荷泵可以使装备不必要靠初始化232串口,不必要外接电源就可以取得电源,如此对项目标实行好坏常便利机动的。

好了,以上就是关于电荷泵的具体先容,渴望对您有所协助,感激您的阅读与支持!

产业物联网@帝特

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