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.3 v或5 v并要求输出500 ma以上电流时,电池寿命不长或两次充电间隔时间太短,使用不便。这时采用降压式dc-dc变换器,其效率与升压式差不多,但电池充电间隔时间要长得多。 需要负电源时尽量采用电荷泵。便携式仪器中往往需要负电源,由于所需电流不大,采用电荷泵组成电压反转电路最为简单,若要求噪声小或要求输出稳压时,可采用带 ldo线性稳压器的电荷泵芯片。如max1720,可以输出50 ma的电流,关断电流只有0.4 μa,输出负压的绝对值小于输入电压,在此范围内可以外加分压电阻进行调节。max868输出电流为30 ma,0.1 μa关断电流,30 μa静态电流,具有可调的输出范围(0~2vin),具有电源关断控制引脚和450 khz的开关频率…… 从电路设计的复杂程度来说,ldo的设计最简单,电荷泵次之,电感式dc-dc最为复杂。一般来说,ldo(固定输出版本)的设计只需要外接2个陶瓷电容器即可;电荷泵一般需要3~4个电容;电感式dc-dc的设计需要计算电感值、分压电阻值、输入输出电容的值等,需要的外围元器件最多,为pcb布局、走线、焊接、调试增加了难度。 方便进行电源管理。为满足
许多电路(如a/d变换器、运放等)的供电电源需要一个与正电压对应的负压(如-5v),用max868加上几个外部元件即可得到输出可调的负压,如图所示。电容充电时,图中的左半部分开关闭合,右半部分开关断开,两个泵电容(c1、c2)并联充电,负载电流由输出端的储能电容提供;放电时,泵电容通过开关连接成串联方式,与输出端储能电容接通时,将电荷转移给储能电容,以保持稳定的输出电压。在内部比较器的控制下,振荡器仅在输出电压低于设定的门限值时产生振荡,图中的电路的输出电压可达-2uin,并在轻载时仍保持较小的静态电流。 图 稳压型负电源结构图 来源:小芬
如图所示为采用max868和cmpsh-3s组成的反相四倍压的dcdc变换稳压电源。其中max868是一只稳压型反相电荷泵集成电路,可产生最高至-2vin的输出电压,输入电压vin范围从1.8~5.5v。ic1通过脉频调制(pfm)调节输出电压,其最大频率450khz。静态电流极低(30μa)。在其反馈回路中插入一个由c3、c4和特基二极管构成的电荷泵,就形成了一个反相四倍压的电源电路。 本电源在vout=-18v时,可提供电流15ma,效率76%,纹波60mv。如果降低vout,则允许输出较高的电流,如vout=-15v时,可提供20ma,vout=-12v时则为30ma。其稳定的输出电压由反馈电阻rl和r2的比值确定。 即vout=-vin(r1/r2)。 来源:langen