新型电荷泵DC/DC变换器

例

● 用做辅助电源

图3中的主电源由7805稳压器供电，辅助电源由实验模块SS-1供电(输出3.3V/400mA)。为使VIN≈VOUT+1.0V，SS-1模块的输入电路中串接了一个二极管1N4001，使VIN=4.3V。



当SS-1与主电源非常接近，SS-1的输入电容器CIN可省去，若C2与SS-1输入端较远时，需接一个22～47μF/10V的铝电解电容器。输出电容器由1000μF/10V低ESR铝电解电容器及4.7～10μF/16V MLCC(多层陶瓷电容器)并联，其目的是减小输出纹波电压。

● 输出连续可调的电源

图4是一种输出连续可调(2.4～4.5V)，输出800mA的稳压电源。CIN可取47～220μF铝电解电容器，COUT可取10μF/16V(MLCC)与2×1000μF//10V低ESR铝电解电容器并联，输出纹波电压较小。



这里采用了一个单刀三掷开关S1及几个整流二极管1N4001，其目的是减小功耗、减小输出纹波电压及保证输出800mA电流。开关管的功耗大小与VIN有关，如图5所示。



在图5中，输入电压VIN、输出电压VOUT、输出电流IOUT，则开关管在导通时，其管压降为VIN-VOUT，其管耗PD为(VIN-VOUT)×IOUT。当VIN-VOUT大时，其PD可能超过开关管最大耗散功率而损坏开关管，即使不损坏开关管，也会使转换效率降低，纹波电压增加。所以建议VIN=VOUT+1.0V较为合适。

S1开关的位置与输入及输出电压的关系如表3所示。

● 用电池供电的电源

图6为三节镍镉或镍氢电池供电，输出3.0V/300mA的稳压电源。该电源最大特点是，当电池的电压由额定电压3.6V降到3.0V时，输出电压仍可达2.90V左右。这不仅充分地利用了电池的能量(电池到3.0V时为终止放电电压)，并且延长了电池两次充电之间的时间。另外，由于VIN-VOUT的压差小，其转换效率大于84%。



在压差很小时，开关管的占空比提高、其纹波电压相应减小；当压差极小时，开关管的占空比为1，开关管不再断开，其输出纹波电压为0mV，这也是该电路的特点之一。