充电泵是一种可以用作电源的装置,可以配合线性稳压器(LDO)和DC-DC转换器使用。此博客谈谈它的基本工作原理及适合的应用。
原则上,充电泵利用电容的能力储存电荷,并用充放电方式工作。
主要的电荷存储器件是一个称为飞电容的器件,它定期充放电,与输入电压、输出电压和接地有一定的连接配置。可以有一个或多个飞电容,它们以不同的配置与输入电压、输出电压、接地连接以及使输入电压、输出电压、接地互连。根据飞电容的数量和连接的开关结构,可以获得不同的转换比。
充电泵调节器是灵活的器件,提供BUCK、BOOST或BUCK-BOOST转换。使用充电泵结构的主要优点是它们不需要电感,这与使用电感的开关电源(SMPS)转换器相比,有助于降低应用成本和设计工作量。充电泵适用于LDO稳压器耗散过多功率或强制Boost(或BUCK-BOOST)工作的应用场合。充电泵比LDO稳压器提供更大的灵活性,能效是LDO的两倍。
安森美半导体NCV48xxx产品系列的充电泵组合有BUCK,BOOST和BUCK-BOOST结构,具有不同的输出电流和特性要求。与市面上的充电泵相比,使用的结构特点是接入充电泵的输出,支持在电池电压过渡(例如负载突降)期间限制其电压。这一特性使得在充电泵输出端放置额定电压较低的大容量电容器,从而降低了整体应用成本。由于限流功能,浪涌电流为大电容充电也是有限的。其它功能如复位输出(RO)和充电泵有源输出(CA,可选特性)可用于与微控制器通信。
Buck,Boost and Pass (LDO) Operation Modes: Buck,Boost和Pass(LDO)工作模式
High efficiency (Low Losses):高能效(低损耗)
When VBAT drops below sufficient level for 5 V regulation:当VBAT降至足够进行5 V稳压的电平以下时
Input Voltage:输入电压
LDO’s Inputs Voltage:LDO输入电压
LDO’s Output Voltage:LDO输出电压
Charge Pump Output Voltage Limitation during Load Dump:充电泵在负载突降期间限制输出电压
Voltage Limitation during battery voltage spikes (e.g. Load Dump):在电池电压尖峰(如负载突降)时限制电压
Charge Pump modes during load dump – ISO16750-2 Load Dump Test B:在负载突降期间的充电泵模式– ISO16750-2负载突降测试B
LDO’s Input Voltage (Charge Pump Output):LDO输入电压(充电泵输出)
LDO’s Output Voltage:LDO输出电压
Input Voltage:输入电压
Voltage Limitation:限压
该产品系列具有相同的飞电容数和相同封装,设计为引脚对引脚兼容,因此可以灵活地选择BUCK、BOOST或BUCK-BOOST配置,而不需要修改PCB布局。安森美半导体NCV48220是一款静态电流非常低的LDO稳压器,集成一个充电泵升压转换器,提供5V的输出电压,LDO输出电流高达150 mA。NCV48220符合AEC-Q100一级和生产件批准程序(PPAP),是具性价比的充电泵方案,提供Boost Mode,以帮助即使在电池电压大幅下降(如cranking)时调节输出。