浅析肖特基二极管电荷泵电路

在需要价格便宜的多电源输出的方案或者一个简单的负电压、高电压输出回路的时候， 用二极管和电容组成的电荷泵很有用。在不用芯片和电感线圈的情况下，二极管电荷泵能够高效输出上至10mA电流的整数倍的正、负电源电压。

下面就说明基本的二极管电荷泵电路。

电路特点

简单由肖特基二极管(使用体积小而且价格便宜的2-units封装最合适)和陶瓷电容组成。

可以输出正、负电压

电荷泵动作时高效率

最适合用在DC/DC转换器的辅助电压输出。

电路原理说明

基本电路由图1所示。

输出电压如图所示， VOUT1、VOUT2、VOUT3输出电压分别是 输入电压的1、2、3倍。升压通过使用单独电源和时钟脉冲产生N≧２倍电压；反转仅用时钟脉冲就可以产生-N≧１倍电压。

由于每一个肖特基二极管都有损耗， 所以N倍输出电压可以根据下面公式来计算：

VOUT(N) = VIN × N - VF × 2(N - 1) - (α)

备注： VF是肖特基二极管的正向电压降， α是电路中其他部份损耗。

图2是一个变化后电路，它的上升时间比基本电路更短， 但是稳定性稍差。 图3是只利用时钟脉冲产生升压的方法。虽然在电路中追加一些肖特基二极管和电容，但不需要单独的电源。

图4是用图3所示电路组成的多电源的应用例。

该设计最适用于PDA，LCD等应用，因为只简单使用一个单通道DC/DC转换器就可以产生多组正、负电压输出，例如9103系列。这个电路不仅可以用DC/DC转换器实现，还可以用时钟脉冲(矩形波)，保证了它能适用于各种应用。

基本电路

Fig. 1 Basic Circuit (1)

Fig. 2 Basic Circuit (2)

Fig. 3 Step-Up Voltages Gained by Using Clock Pulses Only

Fig. 4 Application Example of Multi-Voltag