多種倍增輸出的開關(guān)電容式變換器的工作原理

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：多種倍增輸出的開關(guān)電容式變換器的工作原理具體內(nèi)容是：電路的輸出電壓大小，即其提升電壓的倍增因子（V0/VIN）和開關(guān)的閉合情況有關(guān)，下面給出幾種電壓倍增情況供參考。（1）如在第一相，令開關(guān)S1、S2、S3閉合，其余開關(guān)斷開，輸入電壓對串聯(lián)的電容C1、C2充電，設(shè)C1=C2，…

來源：日期：2013-11-2 20:37:31 人氣：標簽：

　　電路的輸出電壓大小，即其提升電壓的倍增因子（V0/VIN）和開關(guān)的閉合情況有關(guān)，下面給出幾種電壓倍增情況供參考。
　　（1）如在第一相，令開關(guān)S1、S2、S3閉合，其余開關(guān)斷開，輸入電壓對串聯(lián)的電容C1、C2充電，設(shè)C1=C2，則它們各自充電到輸入電壓的一半，即VC1=VC2=VIN/2；在第二相，如S4、S5、S5、S8閉合，其余開關(guān)斷開，則輸入電壓與并聯(lián)的C1、C2相串聯(lián)，對輸出電容Co充電，輸出電壓VO=VIN+VIN/2=3VIN/2，為輸入電壓的1.5倍，即倍增因子為1.5；
　　（2）如在第一相，開關(guān)S5、S2、S3閉合，其余開關(guān)斷開，則輸入電壓對C2充電，VC2 = VIN;在第二相，如S6、S8閉合，其余開關(guān)斷開，則輸入電壓與C2電壓相串聯(lián)，對輸出電容Co充電，輸出電壓VO = VIN + VIN =2VIN，為輸入電壓的2倍，倍增因子為2；
　　（3）如只讓開關(guān)S7閉合，則輸出電壓等于輸入電壓，倍增因子為1；
　　（4）類似地，如果電路能夠按三相操作，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，令在第一相：VIN = VC1 + VC2；在第二相：VO= VIN + VC1；在第三相：VO = VIN - VC1 + VC2。將第二相關(guān)系式代入第三相關(guān)系式得VC2 = 2VC1，代入第一相式得VC1 = VIN /3，后得輸出電壓VO = VIN + VC1 =4VIN /3 = 1. 33VIN，實現(xiàn)輸出電壓為輸入電壓的1.33倍，即倍增因子為1.33。
　　可見，采用較多的受控開關(guān)和電容，通過IC內(nèi)部邏輯電路的控制，實現(xiàn)多相的操作，可以使電路的輸出電壓有多種倍增因子，如1、1.33、1.5和2，并能根據(jù)輸入電壓的降低情況自動地進行切換。
　　鋰離子電池的額定電壓為3.6~3.7V，充滿電后能達到4.2~4.3V，深度放電后電壓可能下降到2.7V.可見，在其使用過程中電壓變化是很大的。
　　為了給LED正確供電，驅(qū)動器的輸出電壓應(yīng)當(dāng)始終超過LED的正向壓降，而又不超過太多。這就要求IC能夠根據(jù)檢測輸入端鋰離子電池的使用情況及其電壓下降多少，自動改變輸出電壓的倍增因子。在開始電池電壓高時，令倍增因子為1;而在電池消耗一段時間后、電池電壓變低時，驅(qū)動器根據(jù)需要自動改變其工作模式（稱為自適應(yīng)切換），使輸出電壓依次變?yōu)檩斎腚妷旱?.33倍、1.5倍和2倍。這樣，在電池的整個工作過程中，驅(qū)動器既能提供滿足LED正常工作的足夠高的輸出電壓，又能減少在電荷泵電路和電流調(diào)節(jié)器內(nèi)部所消耗的功率，從而大大提高電池的使用效率。

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