分析一个简单的电荷泵电路

发布时间:2024-12-17 12:50:02  
在日常的电路DIY过程中,有时候会用到隔离电源。虽然需要的功率不大,但是单独再加个变压器确实有点浪费。于是就自行设计了一个简单的电荷泵电路,用来产生一个悬浮的电源。应用环境嘛,可以用到高端nmos管的驱动方面。以提高nmos管控制的可靠性。

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一种电荷泵电路
电荷泵电路,属于DC-DC电路的范畴。全称叫做开关电容式电压变换器。在这里呢,用作提供一个悬空的电压。
工作原理其实挺简单的:
STC15F104W是我随手找的一个单片机,用于产生两路相位相反的驱动信号。
当电路上电后,设定A引脚先输出一个高电平,然后Q2就会导通,那么,C2上就会充上11.3V的电压,至于为什么是11.3V,因为有个D1的二极管存在压降,所以电压不能到12V。
A引脚输出高电平一段时间后,切换到低电平,然后再稍微延迟很短的时间后,B引脚输出高电平。此时Q3会导通,继而控制Q1也导通了。Q1导通的结果是把C3电容器经D2二极管串入到C2电容器的放电回路中。此时因为C2电位远高于C3(C3默认0V),那么C2就会对C3放电。相当于把C2上的电荷转移到了C3上。
其实到这里的时候,C3上已经有转移过来的电压了。且D点与GND是隔离状态。但是为了使得输出电压更大纯净,所以又增加了C1和D3。
当B引脚切换到低电平后,稍微延迟一段时间后,A引脚再次输出高电平,然后电路周而复始,最终在C点与D点间输出一个隔离后的电压。虽然功率并不大。但是用于驱动NMOS管足以了。
A引脚与B引脚驱动波形如下图所示:

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A/B驱动波形
A与B之间有个E的时间段,这个时间段就是所谓的死区时间。用于防止Q2和Q1同时导通。不然的话,可就起不到隔离作用了。不仅起不到隔离作用,还会出现短路的情况。

文章来源于:电子工程师笔记    原文链接
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