使用兩個通用芯片和兩個自舉程序?qū)?5 V 加倍并反轉(zhuǎn)以生成 ±10 V
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-05-08 17:11:25 | 501 次閱讀

并聯(lián)開關(guān) U1c 和 U2c 在 Fpump = 25 kHz 下運行,使“飛翔”電容器 C2 的頂端在接地和 +5 V 之間交替,而 U1a 和 U2a 同步在 +5 V 和 +10 V 之間交替其底端,從而產(chǎn)生倍壓電容電荷泵。U1,2 引腳 13 上的最終 10V 電源軌與 U1,2 引腳 16 的連接實現(xiàn)了上述第一個“自舉”,開關(guān)由此向自身提供 10V 電壓。D1 通過最初提供 ~+5 V 直到電荷泵接管,從而在加電時開始工作,此時 D1 被反向偏置并斷開連接。
將 U1,2a 和 U1,2c 電荷泵開關(guān)加倍可將 +10 V 輸出的有效阻抗減半至約 180 Ω。這很重要,因為 +10 V 輸出不僅為外部負(fù)載供電,還為內(nèi)部 U1,2b 電壓逆變器供電(稍后詳細(xì)介紹)。另外,這些導(dǎo)通電阻相對較高的金屬柵極 CMOS 開關(guān)需要盡可能多的幫助。結(jié)果是相當(dāng)僵硬的 +10 V 輸出,根據(jù)以下表達(dá)式,該輸出隨著負(fù)載電流180 mV/mA 下降:
V+ = 10 V – 180(I+ + I-)
其中:
I+ = +10 V 輸出負(fù)載電流
I – = -10 V 輸出負(fù)載電流
25 kHz 泵時鐘由“合并”振蕩器提供,該振蕩器由正反饋驅(qū)動的 U2b 組成。從 U2c 到 C1 以及通過 R1 的負(fù)反饋,生成:
Fpump = (2 log e (2)R1C1) -1
泵頻率會隨著組件容差和 10 V 輸出的負(fù)載而有所不同,但由于時鐘頻率并不重要,因此對泵性能的任何影響都是微不足道的?! ∮纱水a(chǎn)生的振蕩器波形如圖2所示。

+10 V 反轉(zhuǎn)以產(chǎn)生 -10 V 是通過 U1,2b 在左側(cè) +10 V 和接地以及右側(cè)接地和 -10 V 之間切換 C4 來處理的。與引腳 7 的連接提供了第二個“引導(dǎo)程序”。D2 將引腳 7 鉗位到足夠接近接地的位置,以便開關(guān)在加電時開始工作,直到電荷泵接管。
結(jié)果是負(fù)軌根據(jù)以下表達(dá)式對負(fù)載做出反應(yīng):
V- = -10 V + (430*I- + 180*I+)
其中:
I+ = +10 V 輸出負(fù)載電流 I – = -10 V 輸出負(fù)載電流

圖3四種負(fù)載情況下的輸出電壓: (1) +10 V 輸出,+10 V 負(fù)載 0 至 10 mA,-10 V 空載;(2) +10 V 輸出,+10 V 和 -10 V 均負(fù)載 0 至 10 mA;(3) -10 V 輸出,-10 V 負(fù)載 0 至 10 mA,+10 V 空載;(4) -10 V 輸出,+10 V 和 -10 V 負(fù)載為 0 至 10 mA。
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