充電泵電路

『壹』 IR2132的原理及其應用，高手們教教小弟

基於IR2132驅動器的TMS320LF2407A測試板驅動電路,由自保護和過電流及欠電壓保護組成,並選擇長線傳輸分配脈沖信號.電流在反饋電阻上產生的電壓超出設定值時,IR2132啟動內部保護電路,關斷輸出通道,實現電流保護.若負載或驅動電路出現過電流或欠電壓,IR2132的FAULT引腳輸出制動信號,拉低PDPINT引腳輸入電平,關斷DSP輸出通道並置為高阻態,實現整個控制電路保護.
開關電容變換器是一種典型的無感變換器，它不含任何磁性元件，僅由電容和開關管組合起來，因此這種變換器具有體積小、重量輕等優點。開關電容網路在功率因數校正(PFC)、濾波等方面都有廣泛的應用，但在直流無刷電機驅動電路中的應用還相對較少，本文提出用開關電容變換器作為直流無刷電機驅動模塊中自舉電容的充電泵電路，並做了詳細的理論分析和電路設計。

直流無刷電機的主電路一般為三相橋式變換器，在傳統的驅動方法中，高端的三個開關管都必須有各自的獨立驅動電源，這樣就使整個電路的體積及復雜性大大增加。對於專門用於橋式變換器的驅動晶元（如IR2110,IR2132 等），可以在僅用一個獨立電源的情況下，通過自舉電容來為高端開關管的驅動電路供電[1]。這種通過自舉電容供電的方法雖然簡單，但也有其局限性：開通時間和占空比受限於自舉電容的再充電，開關管只能工作在導通頻率比較高的情況下，如果開關管長時間導通和占空比較大時，就需要有充電泵電路來給自舉電容充電。本文提出了用開關電容變換器作為充電泵為驅動模塊中自舉電容充電的方法，通過對電路拓撲和控制策略的合理設計，能使自舉電容上的電量始終保持在一定的范圍內，從而確保MOSFET 在頻率很低的情況下也能被完全驅動。

最後對文中提出的理論和電路拓撲進行了模擬和實驗驗證，證明了本文所設計的開關電容變換器可以很好地滿足MOSFET的驅動要求。

1 自舉電路工作原理

自舉電路原理圖如圖1所示。

Vb（s 驅動電路管腳Vb和Vs之間的電壓差）給集成電路高端驅動電路提供電源，該電源電壓必須在10V 到20V 之間，以確保驅動電路能完全地驅動MOSFET。Vbs電源是懸浮電源，附加在Vs電壓上（Vs通常是一個高頻方波），通過圖1所示的自舉方式就可產生懸浮電源電壓Vbs。

電路工作原理如下：當Vs 被拉低時（通過負載或下端開關管），15V 電源Vcc 通過自舉二極體Dbs給自舉電容Cbs充電，因此給Vbs提供一個電源。Cbs 電容只在高端器件關斷，Vs 被拉到地時才被充電，因此為保證被高端驅動電路吸收掉的電容Cbs 上的電荷能得到完全補充，低端器件導通時間（或高端器件關斷時間）應盡量長，這樣開關管導通時間和占空比就被自舉電容的再充電所限制。當開關管長時間導通和占空比較大時就需要有充電電路給自舉電容補充電荷，本文提出的開關電容變換器就可實現這種充電功能。

2 開關電容變換器工作原理分析

基本開關電容變換器的結構如圖2所示[2,3,4]：

圖2中C1和C2分別是源電容和負載電容，S1和S2是MOSFET開關管。基本開關電容變換器通常具有兩個工作狀態：

狀態I S1導通，S2截至，C1被Vs充電，C2向負載放電；

狀態II S1截至，S2導通，C1向C2和負載放電，補充的儲能。

本文在基本開關電容變換器工作原理的基礎上，提出了適用於橋式電路，可以為高端驅動電路中自舉電容充電的開關電容變換器，電路拓撲結構如圖3所示。

圖3中Vs為直流電源，為低端開關管的驅動電路供電，同時通過開關電容網路給高端驅動電路中的自舉電容充電。C1為源電容，C2、C3、C4為負載電容，Si( i 等於1，2，…，8)為MOSFET開關管，Di （i等於1，2，…，6）的作用是為防止Si 關斷期間MOSFET的體內寄生反向二極體導通，標號A和B 表示該埠彼此連接在一起，SP1、SP2 和SP3分別接高端驅動電路中的自舉電容。

圖3所示開關電容變換器共有四個工作狀態：狀態I 開關S1、S2導通，其它開關管都關斷，

電源Vs給電容C1充電；

狀態II 開關S3、S4導通，其它開關管都關斷，電容C1向C2放電，補充C2的儲能；

狀態III 開關S5、S6導通，其它開關管都關斷，電容C1向C3放電，補充C3的儲能；

狀態IV 開關S7、S8導通，其它開關管都關斷，電容C1向C4放電，補充C4的儲能。

四個工作狀態的工作邏輯，即四組開關管的導通順序如圖4所示。

3 控制方法

採用DIONICS 公司生產的光伏MOSFET 驅動晶元來驅動開關電容變換器中8 個MOSFET 開關管，其驅動電路如圖5所示。

圖5中脈沖為低電平時，紅外發光二極體LED導通，紅外線光觸發光電二極體陣列PV，AB端輸出開路電壓值為9.5V到11.5V的電壓，該電壓施加在MOSFET開關管的柵極和源極之間，所以當脈沖信號為低電平時MOSFET導通；同理，當脈沖信號為高電平時，MOSFET關斷。

脈沖信號由單片機產生，通過單片機I/O 口輸出4組時序如圖6所示的脈沖信號波形來控制4 組開關管的通斷，使開關電容變換器按上面分析的4個工作狀態和時序進行工作。

4 模擬和實驗結果

採用PSPICE 軟體對主電路進行模擬，用PROTEUS軟體對單片機進行模擬。

模擬參數為：獨立電壓源Vs ＝18V，開關管Si通態電阻Ron＝6 Ω，電容C1＝C2=C3=C4=10 µF，S1,S2的開關周期為T＝72 µs , ton=24 µs , 開關管S3,S4,S5,S6,S7,S8的周期為T＝216 µs，ton=24 µs。單片機I/O口輸出波形及電容上的電流和電壓波形如圖8、圖9 所示。

S5、S6 與S7、S8 的控制信號波形與圖7 中S3、S4的控制信號波形相同，僅導通時間不同，各自的導通順序和圖6中分析完全一樣。

實驗中單片機型號為ATTiny26，通過編程輸出四組控制信號，8 個MOSFET 開關管都採用

BS107A， 光伏驅動晶元採用DIONICS 的DIG-11-8-30-DD，實驗參數和模擬參數相同。實驗波形如圖10、圖11所示。

5 結語

分析了開關電容變換器在直流無刷電機驅動電路中的應用。採用文中提出的理論和電路拓撲可以使自舉電容在低頻情況下也能很好的滿足驅動要求，實現電路的穩定工作。通過實驗驗證了理論的正確性和電路的可行性。

作者簡介：

陳淵睿(1969-),男，博士，副教授。主要研究方向為電力電子與電力傳動系統的先進控制技術，新能源發電系統的控制技術。

姚月鋒（1982-）男，華南理工大學電力學院在讀碩士生。研究方向為電力電子與電力傳動控制，數字開關電源。

參考文獻：

[1] 馬瑞卿，劉偉國.自舉式IR2110 集成驅動電路的特殊應用[J].電力電子技術,2000，34(1):31-33.

[2] 劉健，陳治明，鍾彥儒.開關電容DC-DC 變換器的分析[J]，電子學報，1997，25(2):83-85.

[3] 劉健，陳治明，嚴百平.開關電容DC-DC 變換器的設計方法[J]，電子學報，1999，27(4):102-105.

[4] C K Tse, S C Wong,MH L Chow.On Lossless Switched -Capacitor Power Converters[J]. IEEE Trans on Power Electronics, 1995, 10(3):286-291.

『貳』 這個電路圖各部分元件作用及原理 急急

CC2430是一個來典型的ZIGBEE無線收發模塊，內自置一個2.4GHZ的射頻收發核心和一個高級的8051。
這個電路圖是CC2430的典型應用電路，電感主要起到離散的平衡和匹配的作用。晶振旁的電容不必說，旁邊的電容是電源電壓調節器的負載電容，濾波的作用。至於按鍵和LED是一個控制和指示的作用。
建議按照典型電路圖來，值也不要變，因為這個已經經過驗證了！
參考：http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/142575/TI/CC2430.html

希望能夠幫上忙~~

『叄』 筆記本中六隻引腳的晶元工作原理

應該是「升壓充來電泵穩自壓器」集成塊。為了減輕重量及縮小體積，盡量減少電池的數量，當電路工作電壓高於電池電壓時，採用升壓式充電泵或升壓式DC/DC轉換穩壓器。升壓充電泵穩壓器內部的電路包括振盪器、誤差放大器、邏輯控制電路、電子開關等。外部電路由分壓器、電壓比較器、基準電壓源組成。另外，還有監測升壓輸出的電路，這部分由分壓器和電壓比較器組成，這部分的輸出控制振盪電路的工作，即控制升壓式充電泵的工作或停止。如果確認是這個晶元壞了，看一哈片子上的型號，買一個換上就OK啦。不過電壓比較器、升壓監測電路、基準電壓源、分壓器哪個有問題都會導致插上電池不工作，需仔細檢察確認後再換晶元，有時可能就是某一個小電阻出了問題。

『肆』 什麼是充電泵跟升壓電路有什麼區別謝謝。

類似蓄電池的東東，但是有提升電壓的作用，在低電壓的時候釋放高電壓以推動下一級的元件工作，類似DC-DC5/12(輸入電壓5V，輸出電壓12V)。
升壓電路本身工作電壓就很高，類似於三級管的放大作用。

『伍』 利用充電泵原理設計一個開關電源

使用外部充電泵生成輔助電壓

時間:2011年06月07日

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關鍵詞:充電泵升壓轉換器輸出電壓導通輸出電容

關鍵字：

作者：Nicolas Guibourg –德州儀器 (TI)（德國）

本文將闡述如何使用外部充電泵從單通道升壓轉換器（如 TI 生產的 TPS61087）生成兩個額外電壓。文中示例將使讀者初步了解充電泵，並藉助高性價比的解決方案，使這些充電泵能夠生成系統所需的電壓軌。

使用外部充電泵是從升壓轉換器生成輔助電壓軌的一種靈活易用的方法。這些電壓軌理論上可以是任何電壓，正負均可，並且可以為需要兩個或更多電壓的任何應用供電。例如，具有唯一 5V 輸入電源線的單通道升壓轉換器可以提供 TFT-LCD 應用所必需的所有三種主電壓（+27V、-7V 和 15V）。運算放大器所要求的+/- 5V電源電壓也可以生成 3.3V 的電源。

圖 1 針對 TFT LCD 的 5V～15V 典型應用電壓（fsw=1.2MHz），其採用外部充電泵（VGH、VGL）

圖 1 顯示了一種外部正充電泵結構，在調低至電壓 VGH (27V) 以適合此應用之前，該結構所提供的電壓最多可 3 倍於升壓轉換器的輸出電壓 VS，即 45V。在這種情況下，負充電泵的穩壓級會將輸出電壓 VGL 從升壓轉換器所生成的 -15V 電壓調節至 -7 V。

理想情況

正充電泵

圖 2 顯示了典型應用中的正充電泵驅動器電路，其將在倍壓模式下生成 2 倍於 VS 的電壓。您可以從該圖深入了解充電泵驅動器的工作原理。下列研究基於三倍壓模式。

圖 2 外部正充電泵——理想情況

下面的說明介紹了穩態運行時的充電泵行為，其內容簡單易懂。首先，我們假定所有組件都很理想，並且升壓轉換器的占空比為 50%。圖 2 中 R1 的電阻為 0 歐姆，並且就在此處測量流入到電容 C1 和 C2 中的電流。

導通期間，由於 VSW=0V，飛跨電容 C1 可通過二極體 D1 充電至 VS。同樣，儲能電容 C3 也同時通過 D3 充電至 2 倍 VS。二極體 D2 與 D4 均被阻斷。由於不再提供輸出 VCPP，因此輸出電容 C4 不得不通過必需的 20mA 負載電流為電路供電。

關斷期間，開關節點電壓 VSW 變為高電平，增加了飛跨電容 C1 和 C2 中的儲能，並將 C3 和 C4 分別提升至 2 倍 VS 和 3 倍 VS（VSW=VS 時）。二極體 D2 變為正向偏置，並使電流流入到 C3 中，最多可將其充電至 2 倍 VS（導通期間，在其終端兩端的電壓下降後）。同樣，D4 也會導通，並且 C3 將輸出電容回充至 3 倍VS，與此同時，通過必需的 20mA 負載電流為輸出電路供電。

最後，在關斷期間，電感為升壓轉換器的飛跨電容和輸出電容分別提供 80mA 和 40mA 的電流，在導通期間將放電至 C1。這樣一來，升壓轉換器所提供的電流平均起來就等於正充電泵輸出電流的 3倍，即 60mA。

負充電泵

外部負充電泵的工作也分為兩個級（充電泵級和穩壓級）。充電泵可提供一個負輸出電壓 –VS（請參見圖 1），然後穩壓級將輸出電壓 VGL 調節至所需電平。您可以從圖 3 深入了解充電泵驅動器的工作原理。

圖 3 外部負充電泵——理想情況

下面的說明介紹了穩態運行時的負充電泵行為，其也假定所有組件都很理想，並且升壓轉換器的占空比為 50%，R1 的電阻值為 0 歐姆。

開始為關斷期間，開關節點電壓 VS 為高電平，飛跨電容 C6 通過 D6 充電至 VSW =VS。其中，輸出電容 C7 可提供 20 mA 的輸出負載電流。

導通期間，由於 VSW = 0V，先前飛跨電容 C6 的正極終端將被拉至接地，並且儲能電壓下移（偏移量為 –VS）。這樣一來，二極體 D7 就變為正向偏置，從而允許電流流動並為輸出電路供電。

與正充電泵的方式類似，在此示例中，VCPN 上提供的電流為 20mA，升壓轉換器所提供的平均電流就等於負充電泵輸出電流的 2 倍，即 40mA。

穩壓級

穩壓級具有可選的輸出電壓，用戶可根據其具體應用，靈活選擇相應的輸出電壓。

我們已介紹了正負充電泵如何構建其電壓。下一級（請參見圖4）類似於正負充電泵，可以通過將多餘的能量耗散到雙極管中來調節輸出電壓 VGH 和 VGL。

齊納二級管將電壓鉗位控制在所需的輸出值，並且也使用雙極管來降低電流消耗。最後，VGH 和 VGL 上的輸出電壓將等於 VZ -Vbe。圖 5a 和 5b 顯示了穩壓級前後所測量出的輸出電壓穩壓。可以看到，只要 VCPP 和 VCPN 上生成的電壓一直高於穩定輸出電壓，增加了晶體管壓降，系統就會得到穩壓。例如，通過將充電泵從三倍壓提升到四倍壓模式並根據電流和電壓選擇器件，就能利用合適的額定組件生成更多的電能。最大可能的輸出電流也取決於系統整個電流消耗的總和，該值不應超過升壓轉換器的電流限制。

也可以使用諸如 TL432 之類的並聯穩壓器，而不是使用圖 4 結構進行穩壓調節。

圖 4 正電荷泵穩壓級

圖 5 穩定的輸出電壓

外部充電泵的優勢在於性價比高，且為用戶提供了極大的靈活性。採用獨立的升壓轉換器（例如 TI 的 TPS61085 或 TPS61087）以及模擬工具 TinaTI? 進行輔助設計，可以很輕松地獲得大功率的正/負充電泵。

作者簡介

Nicolas Guibourg 於 2006 年加盟TI（德國）擔任系統工程師，主要負責顯示器電源轉換器產品部產品應用支持和新產品定義。他畢業於高等電子與數字技術學院(ISEN - Institut Supérieur de l』électronique et Numérique (France))，獲電子工程理學士學位。

『陸』 電機驅動端和非驅動端是什麼意思

驅動端為動力輸出端，可安裝聯軸器等進行動力輸出；非驅動端只是設計時候電機主軸的外伸端，可輔助安裝散熱風扇之類的非負載累附件。

對於電機安裝輸出動力的一端就是驅動端，另一端叫做非驅動端；對於泵類連接電機的一端就是驅動端，另一端叫做非驅動端。換句話就是安裝齒輪或者對輪的一端就是驅動端，因為驅動端要安裝齒輪所以其軸長相對另一端較長。

(6)充電泵電路擴展閱讀

電機驅動原理

電機驅動晶元內部集成了四個dmos管，組成一個標準的H型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率。可在引腳1、11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。

引腳2、10接直流電機電樞，正轉時電流的方向應該從引腳步到引腳10；反轉時電流的方向應該從引腳10到引腳2。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，並周期性的自動恢復輸出。

如果過電流持續時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9輸出，當結溫達到145度時引腳9有輸出信號。

參考資料來源：網路-電機驅動晶元

『柒』 L298N是否可以驅動直流伺服電機，還有相關電機型號的參數

要驅動直流伺服電機用LMD18200 更好

電機驅動晶元LMD18200原理及應用
LMD18200是美國國家半導體公司(NS)推出的專用於直流電動機驅動的H橋組件。同一晶元上集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統。LMD18200廣泛應用於列印機、機器人和各種自動化控制領域。本文介紹了 LMD18200晶元的結構、原理及其典型應用
1、 主要性能
峰值輸出電流高達6A，連續輸出電流達3A；
工作電壓高達55V；
Low RDS(ON) typically 0.3W per switch；
TTL/CMOS兼容電平的輸入；
無 「shoot-through」 電流；
具有溫度報警和過熱與短路保護功能；
晶元結溫達145℃，結溫達170℃時，晶元關斷；
具有良好的抗干擾性。
2、 典型應用
l 驅動直流電機、步機電機
l 伺服機構系統位置與轉速
l 應用於機器人控制系統
l 應用於數字控制系統
l 應用於電腦列印機與繪圖儀
內部集成了四個DMOS管，組成一個標準的H型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率。可在引腳1、11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。引腳 2、10接直流電機電樞，正轉時電流的方向應該從引腳步到引腳10；反轉時電流的方向應該從引腳10到引腳2。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，並周期性的自動恢復輸出。如果過電流持續時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9輸出，當結溫達到145度時引腳9有輸出信號。
4、 典型應用
LMD18200典型應用電路如圖3所示。

LMD18200提供雙極性驅動方式和單極性驅動方式。雙極性驅動是指在一個PWM周期里，電動機電樞的電壓極性呈正負變化。雙極性可逆系統雖然有低速運行平穩性的優點，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點，尤其是必須增加死區來避免開關管直通的危險，限制了開關頻率的提高，因此只用於中小功率直流電動機的控制。本文中將介紹單極性可逆驅動方式。單極性驅動方式是指在一個PWM周期內,電動機電樞只承受單極性的電壓。
該應用電路是Motorola 68332CPU與LMD18200介面例子，它們組成了一個單極性驅動直流電機的閉環控制電路。在這個電路中，PWM控制信號是通過引腳5輸入的，而轉向信號則通過引腳3輸入。根據PWM控制信號的占空比來決定直流電機的轉速和轉向。採用一個增量型光電編碼器來反饋電動機的實際位置，輸出AB兩相，檢測電機轉速和位置，形成閉環位置反饋，從而達到精確控制電機。

『捌』 脈沖信號降頻電路

用2分頻器電路就可以了。隔一個輸出一個。就是降了一半了

『玖』 開關電源的問題

開關電源就是抄用通過電路控襲制開關管進行高速的道通與截止．將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產生所需要的一組或多組電壓！轉華為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高很多．所以開關變壓器可以做的很小，而且工作時不是很熱！成本很低．

開關電源的工作原理是:

1.交流電源輸入經整流濾波成直流;

2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;

3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;

4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.

交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;

在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;

開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;

一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源

『拾』 有沒有帶剎車功能的直流電機驅動晶元

LMD18200是美國國家半導體公司(NS)推出的專用於直流電動機驅動的H橋組件。同一晶元上集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統。

1、主要性能

l峰值輸出電流高達6A，連續輸出電流達3A；

l工作電壓高達55V；

lLowRDS(ON)typically0.3Wperswitch；

lTTL/CMOS兼容電平的輸入；

l無「shoot-through」電流；

l具有溫度報警和過熱與短路保護功能；

l晶元結溫達145℃，結溫達170℃時，晶元關斷；

l具有良好的抗干擾性。

2、典型應用

l驅動直流電機、步機電機

l伺服機構系統位置與轉速

l應用於機器人控制系統

l應用於數字控制系統

l應用於電腦列印機與繪圖儀

LMD18200工作原理：

內部集成了四個DMOS管，組成一個標準的H型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率。可在引腳1、11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。引腳2、10接直流電機電樞，正轉時電流的方向應該從引腳步到引腳10；反轉時電流的方向應該從引腳10到引腳2。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，並周期性的自動恢復輸出。如果過電流持續時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9輸出，當結溫達到145度時引腳9有輸出信號。

典型應用如圖

希望能夠幫助到你

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引腳4

剎車輸入端

剎車時，輸出驅動電流方向見表1。通過該端將馬達繞組短路而使其剎車。剎車時，將該腳置邏輯高電平，並將PWM信號輸入端（腳5）置邏輯高電平，3腳的邏輯狀態決定於短路馬達所用的器件。3腳為邏輯高電平時，H橋中2個高端晶體管導通；3腳呈邏輯低電平時，H橋中2個低端晶體管導通。腳4置邏輯高電平、腳5置邏輯低電平時，H橋中所有晶體管關斷，此時，每個輸出端只有很小的偏流（1.5mA）。

這個是晶元資料

http://www.ic-on-line.cn/IOL/datasheet/lmd18200_10078.pdf