负压电荷泵的工作原理
电荷泵原理
电荷泵原理电荷泵是一种能够将电荷从低电势区域转移到高电势区域的装置，它是现代电子设备中非常重要的一部分。
电荷泵原理是基于电荷在电场中受力而移动的基本物理原理，通过外加能量将电荷从低电势区域抽取出来，然后将其输送到高电势区域，从而实现电势的提升。
在这篇文章中，我们将深入探讨电荷泵原理及其应用。
首先，电荷泵原理的核心是利用外部能量来实现电荷的移动。
在电场中，电荷会受到电场力的作用而发生位移，如果外部施加的能量足够大，就可以克服电场力，使电荷在电场中移动。
电荷泵利用这一原理，通过外部能量的输入，将电荷从低电势区域抽取出来，然后输送到高电势区域，从而实现电势的提升。
这种原理在许多电子设备中得到了广泛的应用，如电池、太阳能电池等。
其次，电荷泵原理的实现需要借助于半导体材料。
半导体材料具有特殊的电子结构，可以在外加电场的作用下形成电子空穴对，从而实现电荷的移动。
利用半导体材料的特性，可以设计出各种类型的电荷泵装置，如PN结电荷泵、MOS电荷泵等。
这些电荷泵装置在现代电子技术中发挥着重要作用，为各种电子设备提供稳定的电源。
此外，电荷泵原理还可以应用于能量转换和能量存储领域。
通过外部能量的输入，电荷泵可以将低能量电荷转化为高能量电荷，实现能量的提升。
这种能量转换过程可以应用于太阳能电池、燃料电池等能源装置中，为这些装置提供稳定的能量输入。
同时，电荷泵还可以将电荷储存在电场中，实现能量的存储，为电子设备提供持续的电源支持。
总的来说，电荷泵原理是一种利用外部能量实现电荷移动的重要物理原理，它在现代电子技术中发挥着重要作用。
通过对电荷泵原理的深入理解，可以为电子设备的设计和制造提供重要的理论指导，推动电子技术的发展。
同时，电荷泵原理的应用还可以拓展到能量转换和能量存储领域，为新能源技术的发展提供新的思路和方法。
希望通过本文的介绍，读者对电荷泵原理有了更深入的了解，为相关领域的研究和应用提供帮助。
如何产生负电压
MAX232 是电荷泵升压，0.1uF 电容当然也可以，只是远距离驱动能力不行，如果想真的用在工业环境中，老老实实 用 1uF 的吧。
气敏传感器信号采集的研究
摘要：介绍了利用计算机与单片机的串口通讯采集气敏传感器的信号、控制气敏传感器电路的取样电阻和测试电压 等,使气敏传感器的测量由手控转变为自动化,且其精度远远提高。文中提出使用 TC232CPE 芯片连接计算机与单片机, 并利用气敏传感器、ADC1678 芯片、AD7502 芯片等建立基于 RS232 的计算机测量系统,此外还利用 Delphi 开发对采 集电路的控制程序。 关键词：气敏传感器;RS232 串口;单片机;
可取 RSENSE =0.2Ω。
3)
RBASE ：RBASE 应足够小以保证晶体管能处在饱和状态,但 RBASE 太小又降低了转换效率,通常在
160Ω~470Ω 之间取值。
4)
另外,电感 L 的感值在 22~l00mH 之间,通常取 47mH,为提高效率,电感的内阻要小,最好在 300mΩ 以下4.jpg) 引用图片
注： 我们为何要销售国产假冒品？
答： 只有 MAX 系列的几个芯片，我们邮购部才提供国产假冒品。原因是：这些芯片的原装都比较贵。而我们邮购 部经常被指责 MAX 的这几个原因芯片价格过高。
电荷泵基本原理
电荷泵的基本原理电容是存储电荷或电能，并按预先确定的速度和时间放电的器件。
如果一个理想的电容以理想的电压源％进行充电，如图1（a）所示，则电容将依据Dirac电流脉冲函数立即存储电荷，如图1（b）所示。
存储的｀总电荷数量按下式计算。
实际的电容具有等效串联阻抗（ESR）和等效串联电感（ESL），两者都不会影响到电容存储电能的能力。
然而，它们对开关电容电压变换器的整体转换效率有很大的影响。
实际电容充电的等效电路如图1（c）所示，其中Rs．是开关的电阻。
ESL 为实际的电容等效串联电感，则在电容的充电电流路径上具有串联电感，通过适当的器件布局设计可以减小这个串联电感。
图1 电荷泵工作的基本原理图如图2（a）所示的电路一旦被加电，由于电容的寄生效应限制了峰值充电电流，并增加了电荷转移时间，因此电容的电荷累积不能立即完成，这意味着电容两端的初始电压变化为零。
电荷泵就是利用了这种电容特性来工作的。
图2 电荷泵电路及其工作波形电压变换在两个阶段内得以实现。
在第一个阶段期间，开关S1和S2关闭，而开关S3和S4打开，电容充电到其值等于输入电压。
在第二个阶段，开关S3和s4关闭，而S1和S2打开。
因为电容两端的电压降不能立即改变，输出电压则跳变到输入电压值的两倍，即使用这种方法可以实现电压的倍压，通常开关信号的占空比为50％时，能产生最佳的电荷转移效率。
图2（b）中显示了图（a）电路实现电压倍压的稳态电流和电压波形。
如图（a）所示电路在第一阶段时，充电电流会流入到C1中。
该充电电流的初始值决定于电容C1两端的初始电压、C1的ESR及开关的电阻。
在C，充电后，充电电流呈指数级地降低。
充电时间常数是开关周期的几倍，更小的充电时间常数将导致峰值电流的增加。
在这个时间内，输出电容CHOLD 线性放电以提供负载电流。
在第二阶段，C1＋连接到输出端，放电电流（电流大小与前面的充电电流相同）通过C1流到负载。
在这个阶段，输出电容电流的变化大约为2IOUT。
电荷泵倍压原理
电荷泵倍压原理电荷泵倍压原理是一种利用电荷迁移的方法，将电压从一个电容器传递到另一个电容器的技术。
它是一种常见的电压倍增技术，广泛应用于电子学和通信领域。
电荷泵倍压原理的基本思想是通过周期性的电荷转移，将输入电压逐步累积到输出电容器中，从而实现电压倍增。
这种方法可以通过一系列的开关和电容器来实现，其中关键的组成部分是电荷泵和电容器。
电荷泵通常由一个开关和两个电容器组成。
当开关在一个时钟脉冲的作用下打开时，输入电容器中的电荷会被转移到输出电容器中。
然后，当开关关闭时，输出电容器中的电荷被锁定，并被保存下来。
这样，输入电容器中的电荷就被传递到了输出电容器中，实现了电压的倍增。
在一个完整的电荷泵倍压电路中，通常会有多个电荷泵级联在一起，以实现更高的倍压效果。
每个电荷泵级都可以将输入电压倍增一定的倍数，这样多级级联后，输出电压就可以得到更大的倍增。
电荷泵倍压技术有许多优点。
首先，它能够将输入电压倍增到较高的水平，适用于需要高电压驱动的应用。
其次，电荷泵倍压电路结构简单，只需要少量的元件，易于实现和集成。
此外，电荷泵电路没有移动部件，可靠性高，寿命长。
因此，电荷泵倍压技术在许多电子设备和通信系统中得到广泛应用。
然而，电荷泵倍压技术也存在一些限制。
首先，电荷泵倍压原理只适用于直流电压，不能用于交流电压。
其次，电荷泵倍压电路的效率较低，通常只能达到70%到90%之间。
此外，电荷泵倍压电路对输入电压的稳定性要求较高，输入电压波动会直接影响输出电压的稳定性。
为了提高电荷泵倍压电路的效率和稳定性，研究者们提出了许多改进方法。
例如，采用谐振电容器和反向恢复二极管来优化电荷泵的工作效果。
此外，还可以通过调节时钟频率和电容器的容值来改变倍压比。
这些改进方法能够提高电荷泵倍压电路的性能，并使其在更广泛的应用领域中发挥作用。
电荷泵倍压原理是一种常见的电压倍增技术，通过电荷的迁移实现电压的倍增。
它具有结构简单、可靠性高等优点，但也存在效率较低和对输入电压稳定性要求较高的限制。
dickson电荷泵原理
dickson电荷泵原理Dickson电荷泵原理电荷泵是一种用于将电荷从一个电压源转移到另一个电压源的设备，能够产生比输入电压更高的输出电压。
Dickson电荷泵是其中一种常见的电荷泵结构，以其简单的电路和高效的能量转换而受到广泛关注。
Dickson电荷泵由多个电容器和开关组成，通常由n个电容器和n-1个开关构成，其中n为正整数。
这些电容器被连接在串联的电路中，每个电容器之间都被一个开关所控制。
工作原理如下：1. 充电阶段：在电容器的一端施加输入电压Vin，使其充电。
在此阶段，所有开关都处于关闭状态，电荷无法流动。
每个电容器的正极上积累了电荷，而负极则带有相应的负电荷。
2. 接地阶段：在电容器的另一端施加地线连接，使电容器的正极与地线相连。
在此阶段，所有开关都同时打开，电容器之间的电荷可以通过开关流动。
电容器的负极上的电荷被释放到地线，而正极则带有相应的正电荷。
3. 串联阶段：在电容器的另一端施加输出电压Vout，使电容器串联连接。
在此阶段，所有开关都处于关闭状态，电荷无法流动。
电容器的负极上的电荷被电压源吸引，而正极则带有相应的正电荷。
通过不断重复这三个阶段，Dickson电荷泵能够将输入电压Vin转换为更高的输出电压Vout。
在每个阶段，电容器的电压都会叠加起来，从而实现输出电压的升高。
根据电路的设计和开关的控制，输出电压可以达到输入电压的倍数。
Dickson电荷泵的优点在于其简单的结构和高效的能量转换。
相比于其他类型的电荷泵，Dickson电荷泵的电路更为简单，只需要较少的元件即可实现。
同时，电荷的传输和转换过程中几乎没有能量损失，使得Dickson电荷泵的能量利用效率非常高。
然而，Dickson电荷泵也存在一些局限性。
首先，输出电压的稳定性受到电容器的负载和开关的控制精度的限制。
其次，由于电容器的充放电过程需要时间，Dickson电荷泵的输出电压响应速度较慢。
此外，电荷的传输和转换过程中还可能产生噪声和干扰。
电荷泵
电荷泵电荷泵:1、定义:也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变换器).它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。
其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(0.5,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。
这种特别的调制过程可以保证高达80％的效率，而且只需外接陶瓷电容。
由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)e.g:通过控制内部三极管的gate来控制电容充放电,比如升1.5倍,输出为Vin 加上电容两端的0.5Vin达到Vout=1.5VinDC-DC:直流－直流转换模块2、电荷泵的分类、工作原理及典型应用电路2.1电荷泵分类电荷泵可分为：——开关式调整器升压泵，如图1(a)所示。
——无调整电容式电荷泵，如图1(b)所示。
——可调整电容式电荷泵，如图1(c)所示。
2.2工作过程3种电荷泵的工作过程均为：首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。
开关式调整器升压泵采用电感器来贮存能量，而电容式电荷泵采用电容器来贮存能量。
电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升，采用电容器来贮存能量。
因工作于较高频率，可使用小型陶瓷电容器(1μF)，占用空间最小，使用成本较低。
电荷泵仅用外部电容器即可提供±2倍的输出电压。
其损耗主要来自电容器的等效串联电阻（ESR)和内部开关晶体管的RDS（ON）。
电荷泵转换器不使用电感器，因此其辐射EMI可以忽略。
输入端噪声可用一只小型电容器滤除。
它的输出电压是工厂生产时精密预置的,可通过后端片上线性调整器调整，因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的活动空间。
电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计。
电容式电荷泵的内部结构如图2所示。
电荷泵原理
电荷泵原理
电荷泵效应是指由于晶体管的介质极化，使其电荷泵的形成，以便在二极管的另一端
输出一定的电流，以达到改善放大器的高增益，以及解决噪声问题的目的。
一个普通的三极管电路的噪声源从晶体管的极化模式可以解释来。
放大器发现，栅极
对地口上的平衡有可能通过改变晶体管的极化模式而被破坏。
栅极和地口之间的反馈电阻，可以用来构造一个可以抵消这种晶体管极化模式所引起的电流。
但是，有一些限制，如反
馈电阻必须有一定的尺寸，所以构成了反馈电路有一定的电气容量。
在电荷泵中，解决了这个问题。
这个新的架构由三个关键部分组成：一个正向型的晶
体管，一个反馈电路，一个反向型的晶体管。
图中的正向型晶体管本质上是一个四极管，
它把正向电流流入另一端，被输出。
反馈电路实际上是一个电容，可以吸收电流，然后在
正向型晶体管断开时释放电流。
而位于反馈电路旁边的反向型晶体管，可以把充满电的反
馈电路的电荷充入输出回路。
输出端因此不再受到正反极性的影响，所以，电荷泵可以有
效地缓解晶体管极化现象和噪声等问题。
另外，电荷泵的另一个优点是增益的提高。
在有了电荷泵以后，放大器对噪声的抑制
会有极大的提高，进而提高了放大器的增益。
由此可见，电荷泵在放大器中具有极大的重
要性。
总而言之，电荷泵是放大器中一种十分重要的技术，可以帮助减少放大器的噪声并提
高增益。
它可以把晶体管的放大效果更好地体现在输出端，从而使放大器的性能最大化。
如何产生负电压
二极管可用 IN5817 ~ IN5822 系列快恢复二极管;CCOMP 取决于 RFB 及电路布局,通常在 100pF ~ l0nF 之间取值。
4、专用 DC/DC 电压反转器提供负压
ME7660 是一种 DC/DC 电荷泵电压反转器,采用 AL 栅 CMOS 工艺设计。该芯片能将输入范围为+1.5V 至+10V 的电压转 换成相应的-1.5V 至-10V 的输出,并且只需外接两只低损耗电容,无需电感。芯片的振荡器额定频率为 10KHZ,应用于 低输入电流情况时,可于振荡器与地之间外接一电容,从而以低于 10KHZ 的振荡频率正常工作。
TC232 芯片
如何产生负电压？
1、电荷泵提供负压
TTL 电平/232 电平转换芯片（如,MAX232,MAX3391 等）是最典型的电荷泵器件可以输出较低功率的负压。但有些 LCD 要求－24V 的负偏压,则需要另外想办法。可用一片 max232 为 LCD 模块提供负偏压。TTL-in 接高电平,RS232-out 串 一个 10K 的电位器接到 LCM 的 VEE。这样不但可以显示, 而且对比度也可调。 MAX232 是＋5V 供电的双路 RS-232 驱 动器,芯片的内部还包含了＋5V 及±10V 的两个电荷泵电压转换器。
使用 MAX749 产生负压时应注意外围元件的选择,这里特别说明几点：
1)
晶体管：可以用 PNP 晶体管或 P 沟道 MOSFET。前者经济,使用简单,后者能提供更大电流,且转换效率
较高,但往往需要较高的输入电压(通常要求 +5V 或 +5V 以上)。如使用 2SC8550 三极管,可以提供较大的输出电流。
请看我们邮购部的说明：
(原文件名:SNAG-0034.jpg) 引用图片
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负压电荷泵的工作原理
由Dickson 电荷泵理论可以推广得到产生负电压的电荷泵电路，负压电荷
泵的工作原理如图1 所示。
其基本原理与Dickson 电荷泵是一致的，但是利用
电容两端电压差不会跳变的特性，当电路保持充、放电状态时，电容两端的电
压差将保持恒定。
在这种情况下将原来的高电位端接地，就可得到负电压的输
出。
该电路实际上是一个由基准、比较、转换和控制电路组成的系统。
具体而
言，它由振荡器、反相器及四个模拟开关组成，并外接两个电容C1、C2 从而
构成电荷泵电压反转电路。
图1 负压电荷泵的工作原理
振荡器输出的脉冲直接控制模拟开关S1 及S2，此脉冲经反相器反相后控制
模拟开关S3 及S4。
当模拟开关S1、S2 闭合时，模拟开关S3、S4 断开;模拟开关S3、S4 闭合时，模拟开关S1、S2 断开。
当模拟开关S1、S2 闭合，模拟开关S3、S4 断开时，输入的正电压+UIN 向
C1 充电(上正下负)，C1 上的电压为+UIN;当模拟开关S3、S4 闭合，模拟开关
S1、S2 断开时，C1 向C2 放电(上正下负)，C2 上充的电压为-UIN，即
UOUT=-UIN。
当振荡器以较高的频率不断控制模拟开关S1、S2 及模拟开关
S3、S4 的闭合及断开时，在输出端可输出变换后的负电压(电压转换率可达99%左右)。
由如图1 所示的原理图分析可知，当时钟信号为高电平时，模拟开关S1、S2
同时导通，S3、S4 同时关断，UIN 对电容C1 进行充电，Ucl+=UIN-Utp-
Utn(Utp 为开关S1 的电压降，Utn 为开关S2 的电压降)，Ucl-=Utn;当时钟信号
为低电平时，S1、S2 关断，S3、S4 同时导通，C1 上存储的电荷通过S3、S4
传送到C2 上，由于C2 高电位端接地，故输出端电压为UOUT=-(UIN-Utp)。