DC-DC fundamentals – charge pump regulator overview

Hallo. Welkom bij de DC-DC grondbeginselen. Ik ben Xiang. In dit gedeelte, zullen we praten over een laadpomp regulator. Wat is een laadpompregelaar? Het is een soort schakelende regelaar die stroom levert door alleen condensatoren op te laden en te ontladen. Hij is geschikt voor toepassingen met lage stromen en een matig verschil tussen ingangs- en uitgangsspanning. Het voordeel van een laadpompregelaar is dat er geen inductor in de regelaar zit. U kunt een kleiner formaat bereiken. Het rendement is matig, maar hoger dan dat van een lineaire regelaar. En V out kan hoger of lager zijn dan je V in. En er zijn minder componenten nodig, dus het maakt het gemakkelijk om te beslissen en te gebruiken. Het nadeel is dat het schakelen hoge uitgangsrimpels en ruis kan produceren. En de uitgangsstroomcapaciteit wordt beperkt door de condensatoren. Hoe werkt een laadpomp? De condensatorverbinding wordt door de schakelaars gewijzigd, zodat het laden en ontladen wordt geregeld. Zoals u in deze vereenvoudigde grafiek kunt zien, schakelen de schakelaars S1 en S4. Als S1 en S3 aan staan, staan S2 en S4 uit. De condensator wordt opgeladen door de ingangsspanningsbron. En wanneer de schakelaar S1, S3 uit is, en de S2 en S4 zullen inschakelen. En de laadcondensator, gaat zich ontladen naar de uitgangsbelasting. En het is ook interessant om te weten, dat door het omkeren van de verbinding van de uitgang en de massa, je van een unity gain converter naar een negative gain inverter kunt gaan. Op deze pagina tonen we een populaire configuratie van de laadpompregelaar. Het wordt een spanningsverdubbelaar genoemd. Zoals u kunt zien, lijkt hij sterk op de unity gain laadpompregelaar. En eigenlijk, het schakelen, het vereist vier schakelaars. En deze vier schakelaars schakelen op dezelfde manier. Het schakelt hetzelfde als de unity gain regulator. Maar in plaats van de V out massa te verbinden met de massa, ligt de V out eigenlijk bovenop de V in. Dus in dit geval is je V uit eigenlijk je V in, plus de spanning van de condensator. Dus dat geeft je twee keer V in uitgang. Dus daarom wordt het de spanningsverdubbelaar genoemd. Op de vorige twee dia’s hebben we laten zien dat we maar één condensator gebruiken in deze regelaar. Dus als je twee condensatoren in de laadpompregelaar hebt, krijg je in feite meer combinatie van de versterkingsconfiguraties. De volgende figuren tonen enkele typische configuraties van de aansluitingen van twee condensatoren. En verschillende versterking kan worden bereikt. Laadpompregeling. Door een na-regeltrap op te nemen, kan de laadpomp een fijne korrelgrootte van de uitgangsspanning bereiken. Ook kan de impedantie van de schakelaar worden geregeld door effectief te werken als een na-regelaar. Zoals u kunt zien, wordt in plaats van schakelaar S1 en S3, een lineaire transistor gebruikt. En de R uit is de effectieve uitgangsimpedantie met inbegrip van de schakelaarimpedantie R switch en de geschakelde cap impedantie, die wordt bepaald door de frequentie van uw schakelaar in de condensator van de CF cap. En fijnafstelling kan worden bereikt door het regelen van de schakelfrequentie en de schakelaarimpedantie. En er zijn twee soorten laadpomp regelingen. Een is door het regelen van de frequentie. We noemen het Puls Frequentie Modulatie. Zoals u hier kunt zien, wordt de uitgangsspanning constant gehouden door de onnodige puls over te slaan. En voordeel van het gebruik van de PFM is dat hij zeer lage ruststromen heeft en dat je een hoog rendement kunt halen, vooral bij condities. Maar het nadeel is dat hij een hoge uitgangsrimpel heeft en dat je frequentie varieert. En het andere type noemen we constante frequentie regeling. Het wordt bereikt door de weerstand van de schakelaar te regelen. Bij dit type regeling is het voordeel dat je een lage spanningsrimpel kunt bereiken. En de schakelfrequentie is relatief vast. Maar het nadeel is heeft hoge ruststroom, zodat de efficiëntie lager is. Samenvattend hebben we in dit hoofdstuk de laadpompregelaar en de werking en regeling van dit type DC-DC converter geïntroduceerd. Dank u.