多种倍增输出的开关电容式变换器的工作原理

★★★★★【文章导读】：多种倍增输出的开关电容式变换器的工作原理具体内容是：电路的输出电压大小，即其提升电压的倍增因子（V0/VIN）和开关的闭合情况有关，下面给出几种电压倍增情况供参考。（1）如在第一相，令开关S1、S2、S3闭合，其余开关断开，输入电压对串联的电容C1、C2充电，设C1=C2，…

来源：日期：2013-11-2 20:37:31 人气：标签：

　　电路的输出电压大小，即其提升电压的倍增因子（V0/VIN）和开关的闭合情况有关，下面给出几种电压倍增情况供参考。
　　（1）如在第一相，令开关S1、S2、S3闭合，其余开关断开，输入电压对串联的电容C1、C2充电，设C1=C2，则它们各自充电到输入电压的一半，即VC1=VC2=VIN/2；在第二相，如S4、S5、S5、S8闭合，其余开关断开，则输入电压与并联的C1、C2相串联，对输出电容Co充电，输出电压VO=VIN+VIN/2=3VIN/2，为输入电压的1.5倍，即倍增因子为1.5；
　�。�2）如在第一相，开关S5、S2、S3闭合，其余开关断开，则输入电压对C2充电，VC2 = VIN;在第二相，如S6、S8闭合，其余开关断开，则输入电压与C2电压相串联，对输出电容Co充电，输出电压VO = VIN + VIN =2VIN，为输入电压的2倍，倍增因子为2；
　�。�3）如只让开关S7闭合，则输出电压等于输入电压，倍增因子为1；
　�。�4）类似地，如果电路能够按三相操作，通过开关的转换，令在第一相：VIN = VC1 + VC2；在第二相：VO= VIN + VC1；在第三相：VO = VIN - VC1 + VC2。将第二相关系式代入第三相关系式得VC2 = 2VC1，代入第一相式得VC1 = VIN /3，后得输出电压VO = VIN + VC1 =4VIN /3 = 1. 33VIN，实现输出电压为输入电压的1.33倍，即倍增因子为1.33。
　　可见，采用较多的受控开关和电容，通过IC内部逻辑电路的控制，实现多相的操作，可以使电路的输出电压有多种倍增因子，如1、1.33、1.5和2，并能根据输入电压的降低情况自动地进行切换。
　　锂离子电池的额定电压为3.6~3.7V，充满电后能达到4.2~4.3V，深度放电后电压可能下降到2.7V.可见，在其使用过程中电压变化是很大的。
　　为了给LED正确供电，驱动器的输出电压应当始终超过LED的正向压降，而又不超过太多。这就要求IC能够根据检测输入端锂离子电池的使用情况及其电压下降多少，自动改变输出电压的倍增因子。在开始电池电压高时，令倍增因子为1;而在电池消耗一段时间后、电池电压变低时，驱动器根据需要自动改变其工作模式（称为自适应切换），使输出电压依次变为输入电压的1.33倍、1.5倍和2倍。这样，在电池的整个工作过程中，驱动器既能提供满足LED正常工作的足够高的输出电压，又能减少在电荷泵电路和电流调节器内部所消耗的功率，从而大大提高电池的使用效率。

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