如图,这是一个最简单的电荷泵电源,用来实现1/2降压的功能。
与基于电感的开关电源变换器相比,电荷泵尺寸小,没有电感器和变压器所带的磁场和EMI干扰;而且,尤其是在集成电路中,与电感、变压器相比,电容更容易与芯片集成,所以电荷泵被广泛应用。
充电前,两者的能量总和为第一个电容的能量,1/2*C*V^2;
充电后,电荷重新分布,两个电容的电压均为1/2*V,两个电容的能量总和为1/4*C*V^2。
容性功率转换导致出现巨大损耗
开关导致能量损耗
村田为提供效率高、体积小的电源模块,不断采用创新技术。
2017年,村田收购了由麻省理工学院成立的新创企业Arctic Sand。Arctic Sand在开关电容技术及其创新拓扑方面拥有超过125项专利。利用这些创新的专利技术,以及制程的垂直整合,村制造出更小更薄的电源模块,同时具有优秀的电磁兼容性能,以满足业界领先的高标准需求。
村田在常见非隔离模块设计上创新地提出灵活的2级管道电源架构。将开关电容网络和Buck或者Boost级的模块灵活的组合起来。
独特架构为器件带来诸多优势:
减小>50%占板面积
组件厚度降低50%+
大大降低功率损耗
优秀的EMI抗辐射干扰能力
更小文波输入电流
... ...
村田电荷泵创新的2级管道电源架构
使用两级架构,除了减小尺寸,还可以带来其它好处。例如:
更小的输入纹波电流和辐射干扰水平;
更高的效率且可高达20MHz的开关频率;
更大的占空比;
小尺寸低感值可以提供更快的动态响应,工作在更高的开关频率等。
目前村田已经大量生产此系列的电荷泵产品。 既有分立IC形态;也有独立电源模块的形态,使用了村田先进的封装科技,并在7月举办的慕尼黑电子展精彩亮相。
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关于村田
株式会社村田制作所是一家进行基于陶瓷的无源电子元件与解决方案、通信模块和电源模块之设计、制造与销售的全球领先企业。村田致力于开发先进的电子材料以及领先的多功能和高密度模块。公司的员工和制造基地遍布世界各地。