有時候感覺這電路真是借鑒著借鑒著就感覺天地大同了,這不是之前分析過的電路嗎哈哈,看來之前分析的那個電路還是有實際用途的。
今天抄的電容筆上的電路就是之前分析過的一個電荷泵的正負壓輸出電路,最開始看到這個電路還是在ADI的LT1930的數據手冊里,下圖是LT1930手冊里的截圖:
今天借鑒的電路圖實物如下所示,是藍色框框內的電路:
借鑒完得到的電路圖如下所示,使用的電壓芯片是微源半導體的LP3318,輸入電壓范圍2.7~6V,最大輸出電壓36V。二極管使用了一顆合封的二極管BAV99DW,內部含有四顆開關二極管:
這個電路設計的還是蠻巧妙的,整個電路的思想就是電荷泵,利用電容兩端電壓不能突變的性質,產生+30V輸出和-30V輸出,并且他利用對稱的電荷泵結構,然后從+30V那路取反饋,這樣可以盡量的讓-30V那路的輸出更精確穩定。不過要注意的是,這種電荷泵的帶載能力一般都比較有限。
由于電路是一樣的,所以本文就以LT1930為仿真模型,間接學習電容筆上的這個電路。
當芯片內部開關管Q1閉合時,芯片為電感L1充電,當芯片內部開關管Q1打開時,電感L1疊加VIN放電。SW點電壓為方波波形。下圖為LT1930的內部框圖:
下圖為仿真圖和仿真的SW節點波形:
當內部開關管打開時,即此時對應SW高電平部分,二極管D3和二極管D2導通,電感電壓疊加輸入電壓VIN為電容C3和電容C1、電容C2充電,充電路徑如下所示,此時特別注意電容C3和電容C1的兩端電壓差(左正右負)。通過仿真查看C3和電容C1兩端的電壓差,可以看到C3兩端電壓幾乎是恒定16V(會用電流充電放電,實際上是波動的),C1兩端的電壓差恒定0.48V左右(和肖特基二極管以及負載相關)。
電容和二極管的電流波形如下圖:
當內部開關管閉合時,即此時對應SW低電平部分,SW點電壓幾乎為0V(由于電容兩端電壓不能突變,所以電容右側變為負值),二極管D1和二極管D4導通,電流路徑如下所示,此時電容C3和電容C1放電(大概就叫他放電吧,因為可以看到此時的電容電流波形和二極管電流波形是對應的上的)。
又由于反饋是從正壓輸出那里取的,所以可以保證正壓輸出為15V,而負壓和正壓的電路是相互對稱的,所以由此保證C4上端電壓是一個較為精準的負壓15V。
電容和二極管的電流波形如下圖:
總結:這個電路挺有意思的,推薦給大家學習。不過暫時還不清楚為什么電容筆需要負壓,等后續借鑒了再分享與各位朋友吧。(如果你知道也歡迎評論區留言討論,謝謝!)