术语和定义

引用

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//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal。

下载我们的免费GreenPAK设计师软件[1][2]打开.gp文件并查看该电路设计。使用GreenPAK开发工具[3]冻结设计到您自己的定制的集成电路在几分钟内。雷竞技电竞平台对话框半导体应用程序提供了一个完整的图书馆指出[4]以设计实例以及解释的特性和块内集成电路所示的对话框。

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介绍

许多电池驱动的应用程序在物联网市场需要额外雷竞技安卓下载的电压水平,为特定的接口电路、传感器等。

本应用笔记提出了如何使电容式电荷泵使用GreenPAK™IC和几低成本的外部组件。可以配置为单级充电泵电压或电压逆变器。多级泵使收取更高的输出电压,正面(电压三倍频器,四等)和消极的(反相倍压器、三倍频器等)。电路的输出是一个电压源,依赖于输入电压水平。毫安的最大输出电流范围。

GreenPAK电源电压作为电荷泵的GreenPAK输出驱动信号输入和外部泵电容器。控制信号是可选的启动/停止(断电)电荷泵或控制后/睡眠时间。控制信号可以是数字信号连接到GreenPAK IO别针或串行通信命令。

一个GreenPAK集成电路可以控制多个电荷泵与不同的输出电压。在低输入电压的情况下,GreenPAK年代可能是级联来获得更高的输出电压与更少的外部组件。基本的逆变器和倍压器电路提供没有输出电压调节。基本图如图1所示。

电荷泵电路实现

电荷泵实现从一个项目的需求。基本要求包括:输入电压范围(V_INMIN到V_INMAX),输出电压范围(V_OUTMIN到V_OUTMAXV)和最大输出电流_OUTMAX。名义为这个例子可以3.0 V至3.6 V输入,4.5 V至5.5 V输出和3-mA输出电流。

最低输入电压V_INMIN——你的电源电压GreenPAK最低电压值。为典型的电源电压(5 V, 3.3 V和1.8 V)的最低电压会低于名义价值的-10%或-5% (4.5 V, 3 V和1.71 V)。电池馈电电路的最小输入电压将电池过放电保护阈值;锂聚合物电池这通常是2.5 V(脂肪)。在这个应用程序中,我们将在GreenPAK电源工作电压1.8 V - 5 V的范围。最低输入电压必须高于GreenPAK操作电源电压1.71 V的极限。

最小输出电压V_OUTMIN电荷泵的输出,这可能是正面(电压)或负面(逆变器)。输出电压不应低于这个值的最小输入电压和满载(最大输出电流)。

我最大输出电流_OUTMAX——电荷泵的最大平均输出电流应提供输出。在这个应用程序中,我们将与输出电流10马。

最大输入电压V_INMAX——你的电源电压GreenPAK最高价值。通常的供电电压5 V, 3.3 V和1.8 V的最大电压+ 10% + 5%以上的名义;5.5 V, 3.6 V和1.89 V。电池馈电电路的最大输入电压将电池充电阈值;脂肪电池通常是4.3 V。任何最大输入电压不得超过GreenPAK操作电源电压5.5 V的极限。

最大输出电压V_OUTMAX——输出电压不能超过这个极限最大输入电压和零载荷(无输出电流)。GreenPAK倍压器不能交付超过10伏的输出,所以在应用上面的限制是10 V,如驾驶功率MOSFET的门,这个需求是无关紧要的。雷竞技安卓下载等应用雷竞技安卓下载程序驱动低压负荷可能是至关重要的。

可选的要求

V电压纹波限制_涟漪——高峰峰值。一个电荷泵产生三角波痕的输出,因为定期输出电容的充电和放电。如果需求是未知的,取1%的输出电压标称值。例如,在5 V输出,1%是50 mVpp。20 - 50 mVpp通常值。

断电控制启用/禁用输出一个信号,关闭加载和保存静止力量。这个需求是可选的:如果不需要断电控制它不会实现和电荷泵将活跃。

功率转换效率P_EFF——输出功率传递到负载比输入功率的电源。可能是低功耗的关键应用程序。雷竞技安卓下载

我最大静态电流_QSC——电荷泵输入电流在零负荷在IC活跃(不关闭)。这可能是低功耗的关键应用程序。雷竞技安卓下载如果不清楚,最大输出电流的5%。例如,在3 mA输出,5%是0.15 mA。GreenPAK IC著称的静态功耗低,其中很多甚至可以在sub-µA静态电流范围正确配置。

电荷泵电路操作

电路的操作集中在充电和提高电容器。在收费阶段,GreenPAK把驱动输出接脚低,电荷泵Vcc-Vol电容器。D₁在D₂。在提高阶段,GreenPAK将驱动输出高,泵输出电容器电容放电。D₁是,维₂正在进行。在这两个阶段的输出电容不断排放到负载。

对于这个应用程序注意我们将假设电容1μF或越来越低ESR,所以我们将考虑ESR的溃败的贡献可以忽略不计。我们还将承担二极管是低功耗,高速度、低成本、小尺寸二极管,所以我们也将考虑切换损失可以忽略不计。

在电压放大器电路,如果负载电流不断增加,输出电压下降,在某种程度上,达到输入电压,使得电荷泵形同虚设。在轻负载,输出电压迅速下降,因为高动态电阻R_DD二极管。在高负载下,R_DD低和电荷泵输出电阻几乎成为负载独立。

V_出V = 2 *_在V - 2 *_出@ 2 *我_出- R_出*我_出

在零负载电流和最大输入电压的输出电压将达到它的最大值:

V_OUTMAXV = 2 *_INMAXV - 2 *_D0

Vd0大约是0.4 v标准硅二极管肖特基二极管和低于0.2 v。电压降取决于所需的电流流过二极管。

在最大负载电流和最小输入电压,输出电压将达到其最小值:

V_OUTMINV = 2 *_INMINV - 2 *_D@ 2 *我_OUTMAX- R_OUTMAX*我_OUTMAX

输出电压纹波随负载电流。它可以忽略为零在满载负荷和达到最大值:

V_涟漪≈2 *我_出* ESRC_出+我_出*(一维)* T / C_出≈我_出/ (2 * F_OSC* C_出)
V_RIPPLEMAX=我_OUTMAX/ (2 * F_OSC* C_出)

电荷泵的输出电阻提出了一种等效的电路中电阻的损失:

R_出≈2 * (R_片+ R_SWL)+ 1 / (F_OSC* C_泵)+ 4 * ESRC_泵+ ESRC_出

在R_片和R_SWL是电阻的输出级GreenPAK针用于驱动泵电容器高(R_片(R)或低_SWL)。R_片高于R_王,都依赖于电压、电流和温度。R_西南与电源电压下降,引发了与销当前和提高温度。它将达到其最大价值,R_SWXMAX第五,在_INMIN和我_OUTMAX:

R_OUTMAX≈2 * (R_SWHMAX+ R_SWLMAX)+ 1 / (F_OSC* C_泵)

电荷泵电路设计

正向偏压二极管展览一个静态电阻R_D,定义为在二极管V直流电压的比值_前轮驱动确定直流电流通过二极管_前轮驱动。二极管电阻导致电荷泵输出电阻和其他电阻的电流路径。我在低电荷泵的输出电流_出< ~ 1 mA,二极管电阻控制电荷泵的输出电阻。小变化在正向电压/电流二极管向前展览动态电阻R_目前企业。动态前进的阻力之比定义为电压的变化电流的变化。

静态和动态小信号二极管的正向电阻高,低电流,正向电流增加。大致估计R_D(Ω)= 600 /我_前轮驱动(mA)和

R_目前企业(Ω)= 40 /我_前轮驱动(马英九)硅二极管,R_D(Ω)= 300 /我_前轮驱动(mA)和R_目前企业(Ω)= 25 /我_前轮驱动肖特基二极管(mA)。

静态和动态电阻和R_出如表1所示的贡献。注意,二极管电流总是双电荷泵输出电流二极管时,R_D@我_前轮驱动= 2我_出大约一半的@I呢_D=我_出。

我前轮驱动或者我出D =硅	0.1马	0.2马	0.5马	1米一个	马2	马5	10马
V前轮驱动@I前轮驱动D =硅(BAV99)	0.5 V	0.53 V	0.57 V	0.6 V	0.64 V	0.68 V	0.72 V
RD@I前轮驱动Rd = V前轮驱动/我前轮驱动	5 kΩ	2.65 kΩ	1.14 kΩ	600Ω	320Ω	136Ω	72Ω
R出contribution@I出	10.6 kΩ	4.56 kΩ	2.4 kΩ	1280Ω	544Ω	288Ω	152Ω
V出contrib@I出D =硅	1.06 V	1.14 V	1.2 V	1.28 V	1.36 V	1.44 V	1.52 V
R目前企业@I前轮驱动R目前企业= dV前轮驱动/迪前轮驱动	300Ω	133Ω	60Ω	40Ω	13Ω	8Ω	4Ω

我前轮驱动或者我出D =肖特基	0.1马	0.2马	0.5马	马1	马2	马5	10马
V前轮驱动@I前轮驱动D =肖特基(BAT54)	0.22 V	0.24 V	0.26 V	0.28 V	0.3 V	0.32 V	0.35 V
RD@I前轮驱动Rd = V前轮驱动/我前轮驱动	2.2 kΩ	1.2 kΩ	520Ω	280Ω	150Ω	64Ω	35Ω
R出contribution@I出	4.8 kΩ	2.5 kΩ	1.1 kΩ	600Ω	256Ω	140Ω	75Ω
V出contrib@I出D =肖特基	0.48 V	0.52 V	0.56 V	0.6 V	0.64 V	0.7 V	0.75 V
R目前企业@I前轮驱动R目前企业= dV弗兰克-威廉姆斯/迪弗兰克-威廉姆斯	200Ω	66Ω	40Ω	20Ω	10Ω	6Ω	3Ω

这是进一步如图2所示,它显示了输出电阻与负载电流图电荷泵和硅肖特基二极管测量在实际电路。虚线显示一个电荷泵的输出电阻,当所有其他电路中电阻可以忽略不计(理想情况下)。R_出贡献表1中没有提到,请参考图2。图表显示,在低负载电流,二极管电阻很高,占主导地位的R_出。减少其他抗性的电荷泵电路产生微不足道的收益。在高负载电流的二极管电阻变成了次要因素和可观的性能提升是实现通过改变电路参数,如减少开关阻力和调整工作频率。

一般来说,R_西南20Ω之间GreenPAKs往往和40Ω/销,可以减少并联驱动。8针连接在一起将产生R_西南2.5Ω之间和5Ω。等效开关电阻R_出贡献为各种销模式的选择如表2所示。1 x代表“1 x推挽输出模式,而2 x代表“2 x推挽输出模式。“x”后的数字表示平行销的数量。例如,2 x2代表2针2 x推挽模式并行连接。注意,表2显示只有1、2、4和8针平行,虽然有可能并行线任意数量的针,到可用选择GreenPAK GPIO管脚。3 V的值显示到5 V电源电压范围。详细数据请参阅部分“GreenPAK设计”这个程序。

销的配置	1 x 1	2 x 1	2乘2	2 x 4	2 x 8
R西南等效	40Ω。80Ω	20Ω。40Ω	10Ω。20Ω	5Ω。10Ω	2.5Ω。5Ω
R出贡献	160Ω。320Ω	80Ω。160Ω	40Ω。80Ω	20Ω。40Ω	10Ω。20Ω

R_CP= 1 / F_OSCC_泵电荷泵电路的等效电阻,可以减少通过增加C_泵电容或通过增加操作的频率。高质量电容器,如陶瓷X7R,通常是更好的提高C_泵电容,因为增加频率增加切换损失和EMI。MLCC 1μF电容器是广泛使用在一个环境影响评价0402包(1.0毫米x 0.5毫米)6.3 V或10 V电压等级,价格低于0.5¢/ pc生产数量。如果董事会空间是一个大问题,你可以得到1μF MLCC在0201包(0.6毫米x 0.3毫米)成本略高。

低于1μF电容值通常收益没有显著减少大小或电容的成本,那么这个应用程序注意使用1μF默认电容为泵电容器和电容器的输出。作为一个快速参考_出电荷泵电路的等效电阻的贡献与1μF电容器在不同操作频率如下表3所示。

工作频率(赫兹)	12.5	25	31.25	62.5	125年	250年
RCP= 1 / FOSCC泵, C泵= 1μF	80Ω	40Ω	32Ω	16Ω	8Ω	4Ω
OSC配置predivider /第二分压器	25千赫/ 2/1	25千赫/ 1/1	2 MHz / 8/8	2 MHz / 8/4	2 MHz / 8/2	2 MHz / 8/1

设计过程

步骤1)电路设计需要确保V_OUTMIN是在一定范围内。知道V_INMIN和我_OUTMAX,我们可以计算R的预算_OUTMAX:

R_OUTMAX= (2 * V_INMINV - 2 *_D@我_OUTMAX- - - - - - V_OUTMIN)/我_OUTMAX

V_D@I_OUTMAX可以在二极管数据表。只要确保你读V_D我在2 *_OUTMAX由于二极管正向电流输出电流的两倍。快速估计,使用下面的表1。例如,V_INMIN= 3.0 V, V_OUTMIN= 4.5 V, I_OUTMAX= 1,D = 4148年收益率:

R_OUTMAX= (6.0 V - 1.28 - 4.5 V) / 1 mA = 220Ω

现在,选择销等配置和工作频率:

4 * R_西南+ 1 / F_OSC* C_泵< R_OUTMAX

在我们的示例中R_OUTMAX220Ω。阅读表2和表3,2 x 1(单针双驱动)和25 kHz R_OUTMAX= 200Ω< 220Ω。添加一些保证金,如果另一个GreenPAK GPIO销可用,选择2 x 2(2针双驱动)和25 kHz, R_OUTMAX= 120Ω。

如果R_OUTMAX预算太小,选一个二极管正向电压降较低,比如肖特基。如果没有帮助,那么你可能不能满足您的需求与倍压器电路和你需要一个不同的电路,如电压三倍频器。在上面的示例中,如果V_OUTMIN为4.75 V,而不是4.5 V, R_OUTMAX将-10Ω,所以硅二极管不适用。使用一个肖特基二极管,R_OUTMAX= (6 V - 0.6 - 4.75 V) / 1 mA = 650Ω。

步骤2)检查输出电压纹波在边界:

V_RIPPLEMAX=我_OUTMAX/ (2 * F_OSC* C_出马)= 1 / (2 * 25 kHz * 1μF) = 20 mVpp

如果需要,通过增加输出电容C减少脉动_出或通过增加开关频率。更高的频率会降低输出电阻和缩短启动时间,而且还会增加切换损失,静态电流。如果使用了陶瓷多层电容器,提高C_出将略微提高输出电阻和不会影响或静态电流切换损失,但它会增加启动时间。

步骤3)检查如果V_OUTMAX是在一定范围内(如果指定了的话):

V_OUTMAXV = 2 *_INMAXV - 2 *_D0= 2 * 3.6 V - 2 * 0.4 = 6.4 V

在我们的示例中,V_OUTMAX应低于5.5 V,为了达到这个要求,我们需要减少V_OUTMAX。这样做的一个方法是通过添加电荷泵输出的线性稳压器。电荷泵也可以关闭虽然使用GreenPAK ACMP块设置为所需的输出电压。

快速和简单的设计三个简单的步骤

在这个快速和简单的设计过程,我们使用动态前进阻力迅速找到合适的选择销配置和操作频率。使用这个设计过程快速估计如果你的需求可以有效地满足GreenPAK电荷泵解决方案。

从C_泵= C_出= 1μf X7R D =硅

步骤1)估计R_目前企业我选择二极管类型最多_出;

例如,在我_出= 1,R_目前企业= 40/1 = 40Ω或从中读取表1

步骤2)选择销配置从表2 R相匹配_西南和R_目前企业:2 * 1 = 20 . .40Ω

步骤3)从表3选择频率匹配R_CP和R_目前企业F:_OSCR = 25千赫_CP= 40Ω

步骤4)如果需要,增加C_出以满足波纹规格。

工作频率选择

商业电荷泵电路通常运行在一个固定的频率。GreenPAK集成振荡器、频率predividers /分隔器和计数器模块允许用户设置任何所需的工作频率。谨慎选择工作频率带来的性能好处,如低纹波、高效率、低静态电流和降低排放。

频率越高,两个泵之间的短周期和小数量的费用你需要泵在每个时期。工作频率的大小直接影响电容和电路启动时间也损失,如开关整流器的损失和静态电流的电荷泵电路。

如果你想保持电路尽可能小,工作频率高。如果你想保持尽可能低静态电流,较低的工作频率。

GreenPAKs为工作频率提供各种选项,这取决于所选择的部分。基地的频率范围从低频振荡器在2 kHz的环形振荡器在25兆赫或27 MHz。其他选项可以使用频率时钟predividers或额外的CNT /海底块。至少保持GreenPAK块复杂性,最好的选择是选择一个可用的振子块并使用内部时钟predivider /分频器。只使用这些模块,只能选择一个占空比为50%。注意,对于一些分频器选项,包括/ 3倍,时钟工作周期可能不是50%。

环形振荡器的频率25兆赫或27 MHz太高了充电泵操作。低频OSC频率太低,他们削减深入声音频谱,所以他们也不合适,也许除了非常特殊的需求就像微型权力和极低的静态电流输出。

电容的计算和选择

电容器是主要的能量转移电荷泵电路的组件。大小和选择的电容充电泵电路直接影响电荷泵的整体性能。

二班表面山与X7R或类似的电介质多层陶瓷电容器MLCC适合电荷泵由于其体积小、成本低、极低ESR、低泄漏和良好的温度稳定性。他们可以提供电容10μF有竞争力的成本;足够多的电荷泵与GreenPAKs可以实现。钽和铝电解电容器是不合适的,因为他们的高ESR、更大的规模和更高的成本。低ESR电解电容器可用,但他们也不如MLCC。

陶瓷电容器Y5V, Z5U或类似的介质不适合使用在电荷泵应用程序,因为它们的稳定性差。雷竞技安卓下载虽然他们提供更高的初始电容比X7R类型,他们表现出广泛的电容公差与温度和外加电压变化显著。Z5U电容器可能会下降10%至20%的名义价值在某些情况下,你可能需要选择一个4.7μFμF电容而不是1。

电容器与NP0类1,齿轮或类似的电介质展览规模较小的电容值,比X7R更大的规模和更高的成本,所以他们不是一般的首选电荷泵的应用程序。雷竞技安卓下载他们比X7R特性高稳定性和低ESR。考虑1级电容器的应用程序和操作频率高。雷竞技安卓下载

最重要的因素,导致电容偏离其标称值初始宽容、温度、外加电压、频率的依赖和老化。通常ΔC / C最坏情况值如表4所示。

导致	二班(X7R X5R)	NP0,齿轮
最初的宽容	±5%±10%±20%	±0.5%。±5%
温度为-50°C . .+ 85°C	±15%	±0.5%
外加电压	@ Vr 50%, -3% -6% @ 75% Vr - 10% @9 0%虚拟现实	可以忽略不计
频率	10 kHz, -6% -3% @ @ 100 kHz, - @ 1 MHz 10%	可以忽略不计
老化的每十年-2.5%	@ ~ @ 1年10% ~ 15%的生活(100岁)	可以忽略不计
总	-25% . .-50%	-1% . .-5%

电容随温度增加,工作电压、频率和年龄。这退化的结果比预期的低电容和更高的纹波电压和电流。X7R介质的总电容退化的范围可以从-25%±5%电容器在方便的条件下为-50%±20%电容器在高温度、高频率、低电压保证金的使用寿命。其他类型的介质数字不符——Z5U或Y5V总降解可能是-90%或更多。

选择电容器初始宽容和较低操作电压与额定电压显著高于最小电容退化。

当使用电容器2类介质时,检查电容器的规范,确保你的设计是否符合规范。为了便于参考,增加50%计算电容值占总退化。

输出电容器

输出电容C_出必须足够高,以保持输出纹波在一定范围内的工作条件。另一方面,我们想要选择一个较小的电容值保持电路规模小。一个输出电容器的最小值是根据公式计算:

C_OUTMIN=我_出* D * T / V_涟漪

在这个应用程序中注意我们使用D = 50%的工作周期,所以:

C_OUTMI=我_出/ (2 * F_OSC* V_涟漪)

例如,在我_出= 1,V_涟漪= 20 m V, F = 25 kHz, D = 50%:

C_OUTMIN马= 1 / 2 * 25 kHz * 20 m V = 1μF

当用F的值_OSC,设计师应该检查频率宽容和选择一个最低频率在整个温度范围内,而不是使用名义价值。在上面的示例中,在大规模生产25 kHz时钟可能不同21.905千赫,所以C_OUTMIN将1.14μF代替1μF。

添加30%到100%占电容退化和算到下一个可用值;上面的示例中,将C_出= 2.2μF。

图3显示的测量值输出峰涟漪在四个特征对负载电流操作频率。输出和泵1μF每个电容器。测量结果表明,输出纹波不依赖于类型的二极管电路(硅或肖特基),也不依赖于输入电压水平或GreenPAK内部开关电阻(销配置)。是准确的:波纹依赖这些特征是微不足道的。这是因为,在收费阶段,输出二极管,输出电容是唯一的组件连接到负载。涟漪提出了负载电流和工作频率的线性方式。

的倍压器上的最大电压输出电容器在零负荷:

V_OUTMAXV = 2 *_INMAX- - - - - - V_D10- - - - - - V_D20开头

电压逆变器的最大电压输出电容器又在零负荷:

V_OUTMAX= V_INMAX- - - - - - V_D10- - - - - - V_D20开头

MLCC电容器可用电压等级4 V, 6.3 V, 10 V和16 V。添加20%的利润率V_OUTMAX以上并选择电容器与第一额定电压值。对于我们的倍压器示例,为V_INMAX= 3.6 V和肖特基二极管,V_OUTMAXV = 6.8 V, 20%的利润率_OUTMAX8.16 V,所以10 V额定电容是正确的选择。

泵电容器(飞行电容器)的选择

在泵电容纹波电压

V_RIPPLECP= 2 *我_出* D * T / C_泵+我_出* ESRC_泵

在这个应用程序中注意我们使用一个工作周期和忽视ESR D = 50%,所以:

V_RIPPLECP=我_出/ F_OSC* C_泵

对于C_泵= C_出,和一种责任周期D = 50%,涟漪在泵电容器将双输出纹波。

上浆泵电容的一种方法是留下足够的脉动负载瞬变。规则,这种方法的经验是设计波纹100 mV 500 mV或电容电压的5%到10%。在我们的示例中VC_泵= 3 V, V_RIPPLECP= 160 mV:

C_泵=我_出/ F_OSC* V_RIPPLECP= 1 mA / 25 kHz * 160 mV = 250 nF

这种方法可能会引入较大的输出电阻R_CP= 1 / F_OSCC_泵在我们的示例中,R_CP= 1/25 * 250 kHz nF = 160Ω。增加C_泵电容减小输出电阻,也减少了C_泵负载瞬态脉动和降解反应,所以选择泵电容器的电容来满足您的设计的重点。

就像输出电容,电容的泵由操作电压,电容器受到退化老化和其他因素,所以添加适当的利润率在选择电容。在上面的示例中250 nF 330 nF或470 nF。

另一个考虑是成本;一个泵电容C_泵通常是保持相同的类型和值作为输出电容减少BOM。

倍压器的电压,最大电压泵电容器是VC_PUMPmax= V_在- - - - - - V_D0- - - - - - V_OL或者,简化方程忽略了V_OL,风投_PUMPmax=六世_INMAX。逆变器电路,最大泵电容器上电压VC_PUMPmax= V_哦- - - - - - V_D0,又简化了VC_PUMPmax= V_INMAX。添加20%的利润率V_INMAX并选择电容器与第一额定电压值。对于我们的倍压器示例,为V_INMAX= 3.6 V, 20%保证金使4.32 V 6.3 V额定电容是正确的选择。

二极管的选择

单级电荷泵电路,倍压器或逆变器,需要2二极管串联连接。一个最优选择大小和成本都是双二极管包。然而,制造商通常发射单二极管第一市场和双二极管包可能不可用。所以,如果你的目标是为前沿性能,进一步检查单个二极管表这个程序。他们在小3销SMD包SOT23和sc - 70,这两个适合使用GreenPAK™。热门选择如表5所示。

硅	虚拟现实	我前轮驱动	V弗兰克-威廉姆斯D@ 10米	伊尔马克斯	CD	tRR	包(案例)	成本
BAV99L	100 V	215毫安	855 mV	1 uA	1 pF	6 ns	SOT-23 3 x 2.4	2.5¢
BAV99W	100 V	215毫安	855 mV	1 uA	1 pF	6 ns	说2.1 x 2.1 - 323	3.5¢
BAV99T	85 V	75毫安	855 mV	2 uA	1 pF	4 ns	说1.8 x 1.8 - 523	5¢
MBD7000	100 V	200毫安	820 mV	1 uA	1 pF	4 ns	SOT-23 3 x 2.4	2.8¢
BAV99QA	90 V	170毫安	855 mV	0.5 uA	1.5 pF	4 ns	DFN1010D 1.1 x 1	5.5¢
BAV199	85 V	140毫安	1000 mV	5 nA	2 pF	3我们	SOT-23 3 x 2.4	4¢
肖特基	VR	我弗兰克-威廉姆斯D	VFW D@ 10米	伊尔马克斯	CD	tRR	包(案例)	成本
BAT54SL	30 V	200毫安	400 mV	2 uA	7 pF	5 ns	SOT-23 3 x 2.4	3.8¢
RB548W	30 V	100毫安	450 mV	0.5 uA	10 pF		说1.6 x 1.6 - 416	17.2¢
BAT54ST	30 V	200毫安	400 mV	2 uA	10 pF	5 ns	说1.8 x 1.8 - 523	5.2¢
DB3X313F	30 V	130毫安	300 mV	50个uA	10 pF	1.5 ns	SOT-23 3 x 2.4	5.5¢
DB3J316	30 V	100毫安	300 mV	15 uA	6 pF	0.8 ns	sc - 85 2.1 x 2.0	7.3¢
DB3J314	30 V	30 mA	400 mV	0.3 uA	3 pF	1纳秒	sc - 85 2.1 x 2.0	7.3¢
BAS40-04	40 V	200毫安	500 mV	100 nA	5 pF	5 ns	SOT-23 3 x 2.4	8.5¢

表5给出了主要特点选择二极管影响电路的性能。

反向击穿电压V_R必须高于提高电荷泵的输出电压。对于反相电荷泵,它必须高于V_INMAX- - - - - - V_OUTMAX。例如,对于一个5 V至5 V反相电荷泵,反向击穿电压必须高于10 V。它是合理的添加20%左右的安全裕度和12 V。对于硅二极管,V_R相对比较高,超过50 V,但对肖特基二极管这个参数可以是至关重要的,因为有超低电压肖特基二极管市场上与V_R低至10 V或更少。

二极管的电荷泵电路进行平均电流等于输出电流进行50%的时间在Id = 2 *我_出。我最大正向电流_前轮驱动(直流或平均)每个二极管必须高于电荷泵输出电流增加了一倍。添加20%安全裕度是一个很好的实践。例如,马10电荷泵的输出电流,选择二极管与马至少10 * 2 + 20% = 24马最大正向电流。

正向电压V_前轮驱动是进行损失的来源。它减少了最大输出电压和电荷泵的效率。肖特基二极管正向电压降展览低于硅二极管击穿电压较低的权衡和更高的价格。便于比较,提出表5中给出电压10马二极管正向电流。

反向漏电流ILmax以非常低的输出电流是一个重要的参数,提高大大在高温下。对于大多数二极管,反向漏可以忽略电荷泵输出电流超过。然而,如果你设计一个电荷泵的操作微安泵和输出元件的参数范围,希望保持尽可能低,您需要考虑泄漏,尤其是电路将在高温下运行。

C_D二极管反向电容。在反向偏压值呈现V_R= 1 V。反向电容与反向电压下降。选择低C_D当工作在高频二极管。

反向恢复时间t_RR可以被忽视的千赫范围内的使用频率较低。长反向恢复时间意味着高切换损失。肖特基二极管和高速开关二极管反向恢复几个nanosecs——最好的你可以得到,所以它是好的在高频率。低泄漏二极管反向恢复时间展览微秒级的,这是不可接受的操作频率高于100赫兹。

包(情况)给出了表4和表5中通常的名称,紧随其后的是毫米的足迹的大小。详细包装规范检查相关的数据表。

显示是近似成本在生产成本数量> 1组织。价格有更改,恕不另行通知,所以刷新这一列(或它的一部分)在开始设计。

设计的情况下,有两个单二极管是首选双二极管的选择。例如,肖特基双二极管在超薄DFN包以较低的成本。所以,如果电路尺寸是终极关怀,两个单二极管是最好的选择。表6展示单二极管:

硅	VR	我前轮驱动	V弗兰克-威廉姆斯D@10马	伊尔马克斯	CD	tRR	包(案例)	成本
LL4148	75 V	150毫安	750 mV	25 nA	4 pF	4 ns	迷你MELF 3.7 x 1.6	1.7¢
BAS16GW	100 V	215毫安	855 mV	30 nA	1.5 pF	4 ns	SOD123 3.7 x 1.7	2¢
1 n4148wl2	100 V	150毫安	700 mV	25 nA	1.5 pF	4 ns	DFN10062L 1 x 0.6	2.6¢
LL3595	125 V	200毫安	800 mV	5 nA	8 pF	3我们	迷你MELF 3.7 x 1.6	5.5¢

肖特基	VR	我前轮驱动	V弗兰克-威廉姆斯D@10马	伊尔马克斯	CD	tRR	包(案例)	成本
BAT54GW	30 V	200毫安	400 mV	2 uA	10 pF	- - - - - -	SOD123 3.7 x 1.7	3¢
NSR0530	30 V	500毫安	280 mV	200 uA	10 pF	- - - - - -	sod - 323 2.5 x 1.2	3.5¢
RB520S30	30 V	200毫安	350 mV	2 uA	10 pF	- - - - - -	sod - 523 1.6 x 0.8	4¢
DB2S316	30 V	100毫安	300 mV	15 uA	6 pF	1纳秒	SSMini2 1.6 x 0.8	4¢
DB2S314	30 V	30 mA	400 mV	0.3 uA	3 pF	1纳秒	SSMini2 1.6 x 0.8	4¢
RB521S30L2	30 V	100毫安	350 mV	10 uA	19 pF	- - - - - -	DFN10062L 1 x 0.6	5¢

GreenPAK设计

GreenPAK设计只是一个振荡器连接到一个或多个输出针用于驱动泵电容器。设计过程归结为编程振荡器块和设置销参数。一个成功的设计的关键是选择正确的参数。

断电功能已经在振子块,所以它只是连接到输入插口。

振荡器的设计

工作频率已经被选中在外部电荷泵电路设计,所以我们只需要设置OSC相应参数。

控制销模式:设置为“关闭”,使外部电荷泵的关闭。

OSC权力模式:设置为“力力量”,否则振荡器年代及其设计中可能永远不会开始。

时钟选择器:设置为“OSC”,因为我们想要使用内部时钟。如果应用程序需要严格对工作频率,GreenPAK提供外部时钟的选择。

快速启动选项:启用/禁用取决于您的应用程序需求。禁用低静态电流和慢启动,使在较高的静态电流更快的启动。

• 禁用:几个购买OSC0启动前半周期延迟。
• 启用:更少的启动延迟。消耗额外的权力。(700 nA在5.0 V V_DD)。