+ 5V TO
±
10V电压转换器
TCM680
效率方面的考虑
理论上电荷泵可以接近100 ％艾菲
在下列条件下效率：
电荷泵开关已经几乎没有偏移
和极低的导通电阻
最小功率由驱动电路消耗
水库和水泵电容器的阻抗
器都可以忽略不计
为TCM680 ，效率是如下所示：
效率V
+
= V
DD
/(2V
IN
)
V
DD
= 2V
IN
– V
+
降
+
+
V
降
= (I
OUT
)(R
+
)
OUT
效率V
–
= V
SS
/(– 2V
IN
)
V
SS
= 2V
IN
– V
–
降
V
–
= (I
–
)(R
–
)
降
OUT
OUT
+
–
–
电源损耗= （V
+
降
)(I
OUT
) + (V
降
)(I
OUT
)
电容的选择
在TCM680只需要4个外部电容
操作。这些可以是廉价的极化铝电解
电解电容。对图6电路的输出
特性在很大程度上由外部确定
电容器。对R的表现
OUT
可以衍生所示
如下：
R
+
OUT
= 4(R
SW1
+ R
SW2
+ ESR
C1
+ R
SW3
+ R
SW4
+ ESR
C2
)
+4(R
SW1
+ R
SW2
+ ESR
C1
+ R
SW3
+ R
SW4
+ ESR
C2
)
+1/(f
泵
X C 1 ）+ 1 / （六
泵
X C2 ） +电渣重熔
C4
R
–
OUT
= 4(R
SW1
+ R
SW2
+ ESR
C1
+ R
SW3
+ R
SW4
+ ESR
C2
)
+4(R
SW1
+ R
SW2
+ ESR
C1
+ R
SW3
+ R
SW4
+ ESR
C2
)
+1/(f
泵
X C 1 ）+ 1 / （六
泵
X C2 ） +电渣重熔
C3
假设所有的开关电阻大约
等于...
R
+
OUT
= 32R
SW
+ 8ESR
C1
+ 8ESR
C2
+ ESR
C4
+1/(f
泵
X C 1 ）+ 1 / （六
泵
X C2 ）
R
–
OUT
= 32R
SW
+ 8ESR
C1
+ 8ESR
C2
+ ESR
C3
+1/(f
泵
X C 1 ）+ 1 / （六
泵
X C2 ）
R
OUT
通常140在+ 25°C与V
IN
= + 5V和C1
和C2为4.7μF的低ESR电容。固定期限
(32R
SW
）约为130Ω 。它可以很容易地看出，增加
或减小C1和C2的值会影响效率
R的变化
OUT
。不过，要小心的ESR。此术语
可以很快成为占主导地位的大电解电容
器。表1显示为R
OUT
C1和C2的各种值
（假设0.5Ω ESR ） 。 C1和C4必须在额定电压为6VDC或
而更大的C2和C3的额定电压为12VDC或更高。
输出电压纹波由C3和C4的影响。通常
C3和C4的更少的脉动为一个较大的值
给定的负载电流。其计算公式为V
纹波（P- P）的
给出
如下：
+
V
+
纹波（P- P）的
= {1/[2(f
泵
/ 3 ）× C4〕 +2 （ESR
C4
)}(I
OUT
)
–
V
–
纹波（P- P）的
= {1/[2(f
泵
/ 3 ）× C3〕 +2 （ESR
C3
)}(I
OUT
)
会有之间足够的电压差
(V
+
OUT
– V
IN
）和V
IN
用于正泵和间
+
V
OUT
和V
OUT
如果该泵用电容器C的阻抗
1
–
和C
2
高相对于该输出负载。
水库用电容器C值越大，
3
和C
4
将
降低输出纹波。两个泵的较大值，并
储能电容提高了工作效率。见"Capacitor
Selection"的应用部分。
应用
正，负转换器
在TCM680的最常见的应用是作为一种
双电荷泵电压转换器，它提供了积极的
和负的2倍的正输入端的电压输出。
图6的简单电路执行相同功能
使用TCM680和外部电容，C
1
, C
2
, C
3
和C
4.
C
1
22F
1
C
1
–
+
8
V
OUT
+ 7
C
1
C
4
22F
V
IN
GND
C
3
22F
–
V
OUT
+
V
OUT
2 C+
2
C
2
22F
6
3 C –
TCM680
V
IN
2
4
–
V
OUT
GND
5
对于一个10μF （ 0.5Ω ESR）电容C3 ， C4 ，
f
泵
= 21kHz和我
OUT
= 10mA以内的峰 - 峰值纹波
处的电压输出将小于100mV的。在大多数
应用程序（我
OUT
< = 10毫安） 10-20μF输出电容和
1-5μF泵电容就足够了。表2示出了V
纹波
对C3和C4的不同的值（假定1Ω ，ESR） 。
图6.正负转换器
4-16
TELCOM半导体，INC。的
