关于开关电容电路设计的相关知识
本文将列举出了关于设计开关电容电路过程中的3种情况,一个是恒压源Vo给电容C充电的问题,第二个是电压为Vo的电容如何给一个电压为V1的电容充电问题等。本文将会进行详细的解说。
偶然点到这个问题,这是一个很有意思的现象,恰好我最近就在学习和设计开关电容电路(switched capacitor converter),愿意和大家探讨学习一下。
首先我们看第一种情况:一个恒压源Vo给电容C充电
可以看到电压源损失的能量是CVo^2, 而电容C上获得的能量是0.5CVo^2,那么一半的能量在充电过程中损失了。如果我们假设开关是理想的,Ron=0,那么loss是那里产生的呢?有答案认为是电磁辐射发散出去的。我们知道,如果开关是理想的,在接通开关的一瞬间,开关上流过的电流是无穷大的,一个无穷大的电流流过Ron=0的开关,产生的loss其实是一个取极限的结果:。不管怎样,我们知道了一个恒压源Vo给电容C充电要有0.5CVo^2的loss.
第二种情况:一个电压为Vo的电容给一个电压为V1的电容充电(Vo》V1),两者电容值都是C,我们仍然假设开关是理想的,Ron=0.
可以看到V0电容损失的能量是CVo(Vo-V1), 而V1电容上获得的能量是0.5C(Vo^2-V1^2),充电过程中损失的loss是0.5*C(V0-V1)^2,所以,我们可以看到电压不同的电容之间充电也会有loss的。
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