#单片机 有这样一种单片芯片,其电源电压为5伏,但也需要10伏或更多的电压参与,可以建立独立的电压电路,但这需要增加许多设备和成本。
如果是电池供电产品,显然不适合使用这种升压方法,因为芯片功耗很小,不值得,我们单独建立这些电路,所以人们把升压系统进入芯片内部,所以我们输入5伏,它可以升到10伏,不需要外部建立升压电路。
那么它内部采用了什么样的升压方法呢?是把吗?BOOST升压方案集成到芯片中?当然不是,因为集成电路中不能有大容量的电感和电容器。电荷泵电路一般用于集成电路的内部升压。电荷泵的概念近年来非常流行。它听起来也很高端,但它的原理非常简单。
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其优点是效率高,电路简单,尺寸小。因此,电荷泵通常用于芯片内部的升压。接下来,让我们谈谈电荷泵是如何实现升压的。这是一个简单的电荷泵电路。当我们关闭红色开关时,电容C首先,电源充电到5伏,极性为上正下负。
接下来,我们关闭电流、电源和电容器的开关CE相当于串联关系,因为它们的极性是一样的,所以电压会叠加,E点电压可变为10V,这就是电荷泵升压的原理,但问题是谁控制开关?
显然,人工控制这些开关是不可行的。有鉴于此,迪克森在1976年提出了第一个理想的电荷泵模型,这是最简单的迪克森电荷泵。许多芯片使用类似的电荷泵升压,其a点输入脉冲信号。
波形是这样的。在5伏和0伏之间来回切换的频率非常快,每秒可达数万次甚至数百万次。
这两个电容器的功能也不同,C1.电荷泵升压电容,C0是输出电容,接下来说一下它到底是如何把电压升上去的。
第一阶段,当脉冲信号为0伏时,电源C1和C0充电到5伏。
第二阶段,当脉冲信号为5伏时,脉冲信号和电容C1是串联关系。脉冲电压和电容的电压将叠加在一起,相当于两个5伏电池串联在一起。串联的总电压为10伏,但此时输出电容的电压仅为5伏,因此两个电容将共享电荷。
如果忽略二极管的压降,这个阶段的电压最终会降到7.5伏,就像两个水桶一样,把两个水位不同的水桶连在一起,最终水位会保持一致。
在第三阶段,脉冲信号再次下降到0伏C1上电压降至2.5伏,因为以前是7.5伏,现在脉冲信号的5伏降到0伏,所以电容C1也要相应减去5伏,变成2.5伏。
因为电源是5伏供电,电流会通过二极管瞬间给出C尽管充电到5伏C1上的电压是5伏,但是C0还会维持7.5伏不变,此时无法共享电荷,因为有二极管,电流只能从C1流向C0,而不能返乡流动。
脉冲信号在第四阶段再次上升到5伏,C1上的电压再次上升到10伏,然后C1和C0继续电荷共享,共享电压变为8.8伏,这样,输出电压将变为10伏,但有一个前提,即负载功耗的速度必须小于电容器的充电速度,否则电压永远不会上升。
还有这个输出电容C0的作用是什么?C1.储存的能量有限。如果连接到负载,电压会很快下降,很难保持电压恒定。如果添加此输出电容,C可以储存更多的能量,使输出电压更稳定。
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如果你想增加更多的压力倍数,也很简单,继续使用类似的程序,最后说两个芯片集成电荷泵电路,第一个是eepprom芯片,例如AT24C02,它的供电电压为5伏,但是在它存储数据的时候需要12伏,所以在它的内部就继承了电荷泵电路。
第二个是RS232电压转换芯片的输入电压也为5伏,但由于电荷泵集成在其内部,它可以产生10伏或负10伏的电压。你知道哪些芯片集成了电荷泵吗?欢迎在评论区留言。好吧,这个问题到此结束。如果你喜欢这个分享,记得帮我竖起大拇指。
好了,这一期到此为止。感觉对屏幕前的你有帮助的麻烦一键三连