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USB电源开关使用自举电荷泵,为N型电力管道获得2倍于电源的|澳门威尼斯app下载

 


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本文摘要:本文设计的USB电源开关使用自举电荷泵,为N型电力管道获得2倍于电源的栅极驱动电压。阻抗长时,电荷泵会产生足够低的栅极驱动电压,使NHV1在较深的线性区域工作,减少从输出电源(VIN)到阻抗电压(VOUT)的传导损失。

第一章标准化串行总线(UniversalSerialBus)使电脑和外部设备之间的连接变得非常简单和快捷,随着电脑和USB和便携式设备的发展,USB最终将得到更加普遍的应用。USB具有即插即用功能,因此阻抗出现异常的瞬间,电源开关不会通过安培电流流动,从而导致电路损坏。本文设计的USB电源开关使用自举电荷泵,为N型电力管道获得2倍于电源的栅极驱动电压。阻抗出现异常时,过流维护电路可以快速允许电力管道电流,以防止热插拔对电路造成损害。

2USB开关电路的总体设计思路图1是USB电源开关的总体设计。其中VIN是电源输出,VOUT是USB输入。

阻抗长时,电荷泵会产生足够低的栅极驱动电压,使NHV1在较深的线性区域工作,减少从输出电源(VIN)到阻抗电压(VOUT)的传导损失。当电力管道电流小于1A时,Currentsense输入大电流维护电路(Current Limit)。

栅极

过流维护电路通过将系统阻抗电压供应给电荷泵,调节电荷泵输入(VPUMP),将电力管的工作状态从线性区域更改为饱和区域,使电力管电流超过维护电力管的目的。阻抗恢复正常后,Currentsense输入低电平,电荷泵长时间工作。图1USB电源开关原理图3电荷泵设计图2是自启动(SelfBoost)电荷泵的电路图。

电位

控制图中时钟信号的电荷泵操作。初始阶段容量、C1和功率管栅容量CGATE的电荷均为零。

低工作日时,MP1传导、C1电池、V1电位上升到电源电位,V2电位减少,MP2管通。假设电网电容器比容量C1大得多,V2的电荷全部移动到电网容量CGATE。

高平日时MN1道通、C1左侧极板静电、V1电位上升到地电位、V2电位上升、MP2管累积、MN2管通。将电容器C1右侧极板电池给VIN。在的下一个低电平,V1电位上升到电源电位,V2电位下降到2VIN,MP2管通,VPUMP电位上升到2VIN-VT。

图2启动泵原理图启动泵不需要获得MN2和MP2的栅极驱动电压,控制非常简单,但输入电压没有阈值损失。图3是改进后的电荷泵电路图,1和2是顺序不一致的表。由MN2、MN5、MP3、MP2和电容C2组成的辅助电荷泵获得对MN4、MP4的栅压,确保几乎与变频器开启。

电荷泵

1在低工作日时,MP1导通,电位减少,此时V3电位为0,MP4导通,V2的电荷传输到栅极容量CGATE,VPUMP电位增加。1在高工作日时,MP2导通、C2电池、V4电位下降到电源电位时,V3电位下降,MP3导通、VPUMP电位后升高。MN3相当于二极管,产生单向导电性。

当VPUMP电压提高到VIN VT时,MN3会切断从V3到电源的路径,使V3的电荷在MP3上全部填满栅极电容。这样,C1和C2互相给电网电容器电池,几个时钟周期后,电荷泵输入电压相当于两倍的电源电压。

在电荷泵输入电压升高的过程中,从功率管获得的阻抗电流逐渐减少,防止电容电阻阻抗发生浪涌电流。


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