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1引言tcW"T'~
手机、无绳电话、对讲机等便携式通信产品都是使用电池作为电源，合理地使用电池，充分挖掘其潜力可提高使用效率、延长电池的寿命。手机的lcd彩屏需要高亮度的白光led去点亮，白光led需要稳定的5v工作电压，如果工作电压下降，则白光led的亮度降低，色彩就不鲜明，lcd彩屏的显示效果就不理想。白光led不能直接由电池供电，因为电池一开始使用，电压就递减，影响显示效果。所以在电路设计上需要使用一个升压型的电荷泵，把递降的电压在一段较长的时间内稳定在5v。@xLx5
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2电荷泵的分类、工作原理及典型应用电路zGV;mpu-I`5
2.1电荷泵分类gW+ xm0X
电荷泵可分为： /b !49- S.
☆开关式调整器升压泵 we4Ms}�P)5
☆无调整电容式电荷泵 c %f`:1
☆可调整电容式电荷泵 3
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2.2工作过程 hy% yy+$te
3种电荷泵的工作过程均为：首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。开关式调整器升压泵采用电感器来贮存能量，而电容式电荷泵采用电容器来贮存能量。 m)7`%lP
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电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升，采用电容器来贮存能量。因工作于较高频率，可使用小型陶瓷电容器(1μf)，占用空间最小，使用成本较低。电荷泵仅用外部电容器即可提供±2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的等效串联电阻（esr)和内部开关晶体管的rds（on）。电荷泵转换器不使用电感器，因此其辐射emi可以忽略。输入端噪声可用一只小型电容器滤除。它的输出电压是工厂生产时精密预置的，可通过后端片上线性调整器调整，因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的活动空间。电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计。电容式电荷泵的内部结构，它实际上是一个基准、比较、转换和控制电路组成的系统。 !K#uic-j
2.3几种不同的电荷泵的应用 w;(nG9 ]j
aat3110输出并联稳压供电，外围元件少，走线简单，转换效率高。 !*.iag^
aat3110微功率升压电荷泵是美国研诺逻辑科技有限公司（aati）开发的微功率开关电容器电压提升转换器。它可以提供稳定的5v输出电压，应用时没有其它升压泵运作所必需的电感器，外围只使用3个小的陶瓷电容器。它能输出100ma电流，可以驱动4个～5个白色或蓝色led，以满足彩色lcd背光的应用。 %aN8!Ke q
aat3110的特点是静态电流小，转换效率高，负载能力大，是电池电源应用的理想器件。aat3110工作在750khz高频升压状态，使用脉冲跳变技术，从变化的输入电压中提取一个稳定的输出电压。输入电压范围为2.7v～5.5v，输出稳定的5v电压，转换效率达90％以上，输出纹波远小于同类产品，esd大于2kv，具有短路保护、过温保护功能。aat3110自身功耗甚微，仅为13μa，在停机状态下电流小于1μa。aat3110与其它公司同类产品相比输出电流大、纹波小、价格低，实际应用时可对并联的led供电，其走线少，使用方便，因而工艺成本低，外围电路不使用电感器，无emi辐射。 HJ i xXf
aat3110主要技术参数： +3=B8\$B
——工作电压vin=2.7v～5.5v ;/-@ X
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——输出电压vout=5.0v/100ma P^?LC!P!p
——静态电流iq=13μa :NpH�4=
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——停机状态电流ishdn=1μa T*
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——工作效率90％以上 D~Y ; g1
——工作频率750khz P11G[Q-]7B
——封装sot23.6sc70jw-8 i5C /HMck
aat3110采用6脚sot23小尺寸封装，适用于表面贴装，在pcb板上所占空间很小。sc70jw是aati专利超小8脚封装，占空比达42％，占用pcb面积仅4.2mm2，芯片抬起安装可使受热的空气自然流动以散热，多3个脚接地可充分利用pcb散热。 KA0%]hEi%u
aat3111是类似的微功率升压电荷泵。它的工作电压是1.8v～3.3v/3.6v，输出稳定的3.3v或3.6v，电流100ma，最适合于使用2节电池作为电源的产品。3电荷泵选用要点作为设计工程师，选用电荷泵时应考虑下列要求： aj: :pY$n
1）转换效率要高 Kt*o�h64D
——无调整电容式电荷泵，90％ lp#$Mj}]iY
——可调整电容式电荷泵，85％ i
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——开关式调整器，83％ ?a#cE^.b
2）静态电流要小，可以更省电 n V
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3）输入电压要低，尽可能利用电池的潜能 9:2=+oPd
4）噪音要小，对手机的整体电路无干扰 YR@CQ|2?~
5）功能集成度高，可提高单位面积的使用效率，使手机设计得更小巧 XiOm\sm7
6）足够的输出调整能力，电荷泵不会因工作在满负荷状态而过热 ?ocVoGl,3
7）封装尺寸小是便携式产品的普遍要求 =cfJMSI'At
8）安装成本低，包括外围电路少，占pcb板面积小，走线少而简单 P4r.nP]N ,
9）具有关闭控制端，可在长时间待机状态下关闭电荷泵，使电流消耗接近于零 wrgkmkZRm
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4结语 a@Gn,h'
电荷泵适用于手机、pda、ebook、平板显示器、智能读卡机、usb5v稳压电源、gsm手机的sim接口电源。 [版权归原作者及 中国阀门网共同拥有，转载请注明出处] |
