改进的电荷泵 可以从数字信号中提取功率

本设计方案中描述的倍压器是Dickson电荷泵的改进型。与该电路不同，它不需要直流输入电压，只需要一个数字时钟，其峰值理想情况下在输出端加倍作为直流电压。

图1电压倍增器产生自己的局部V +

电路动作作为电荷泵，C1充电到输入时钟的高电平，然后通过D2放电到低电平的C2。当时钟返回高时，C2又通过二极管D3放电到C3。

无负载时，输出电压是峰值输入电压的两倍，减去三个二极管的正向电压 - 总共0.75V。输出电压稳定在十个时钟周期内;在两个时钟之后，它达到最终值的大约60％。它的值取决于负载电流和输入时钟的峰值，因此如果您需要精确的输出电压，您可以随时进行后置调节。

要为您的应用选择电容值，您可以使用以下公式：

C =（I load ×T low ）/VR（PP）

其中I load 是负载电流，T low 是时钟的低电平持续时间电压，VR（PP）是输出端可接受的峰峰值纹波电压。

该电路已通过测试200kHz RC-Schmitt非稳态内置74HC14逆变器，V DD = 5V（图2）。一条10米的绞合电缆将非稳态输出连接到倍压器输入端，并获得了以下测量结果：

R LOAD	V OUT	V R（PP）
无负载	9V	0V
2.2k？	8V	120mV

 

D4可以最大限度地减少输入时钟下降沿的振铃。

图2添加反振铃钳D4

从任何数字数据线获取电源的电路可用于在不使用本地电池的远程微功率应用中提供更高的电源电压，例如在1线串行接口网络中。

如果需要更高的电源电压，可以扩展电路以获得N倍乘数。图3显示3倍乘数。

图3电压三倍器

通过反相所有二极管并将输入峰值电容耦合并钳位至0V，也可以产生负电压。图4显示负电压倍增器，钳位电路包括C4和D4。您还可以通过修改图3电路获得更高的负电压。

图4负电压倍增器