用TI的一颗料 讲清楚电荷泵

来源:DigiKey得捷 电源管理 4 次阅读
摘要:电荷泵(Charge Pump)是无电感、仅依靠电容充放电转移电荷的 DC-DC 拓扑。 以TPS60403举例,下面是反相型开关电容电荷泵核心等效模型,对应 TPS60400 芯片内部电路 [ ](https://global.discourse-cdn.com/digikeycn/original/2X/0/08482b2d49bc10196a75b4b882ee63b137b1aa80.p

电荷泵(Charge Pump)是无电感、仅依靠电容充放电转移电荷的 DC-DC 拓扑。

TPS60403举例,下面是反相型开关电容电荷泵核心等效模型,对应 TPS60400 芯片内部电路

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](https://global.discourse-cdn.com/digikeycn/original/2X/0/08482b2d49bc10196a75b4b882ee63b137b1aa80.png)

(图片来源于TI)

核心器件:飞电容 C(fly)**(flying capacitor)**

该电容是能量搬运载体,芯片分两个相位交替给飞电容充电、反向放电,以此在输出端生成负电压,全程不需要功率电感、肖特基续流管。

TPS60400 是 TI开关电容式负压电荷泵,无需电感,仅依靠电容转移电荷实现「正输入→等幅负输出」,专为小电流模拟负载(运放、DAC、基准)提供负压电源。

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(图片来源于TI)

三颗关键电容作用

三颗电容作用(全部低 ESR X7R 陶瓷)

1)输入电容CI(IN-GND,1µF)

滤除芯片内部开关带来的输入高频尖峰,稳定前级供电;若输入长线,必须保留。

2)飞电容 Cfly(5 脚↔3 脚,1µF)

电荷传输核心,两个相位完成电荷搬运,是产生负压的唯一储能元件。

3)输出电容CO(OUT-GND,1µF)

平滑负压纹波、储存电荷给负载供电,电容越大输出纹波越小。

电路核心优势

1.无电感:不存在磁性元件,EMI 辐射极低,适合射频、高精度模拟前端;

2.外围极简:仅 3 颗贴片陶瓷电容,PCB 占用面积极小;

相关资料:TPS60403数据手册

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TPS60403: 非稳压型电荷泵负压逆变器,输入 1.6~5.5V,最大输出 60mA 负压,外围仅 3 颗电容,体积小巧,适合运放、LCD 小电流偏置供电。

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