白光LED应用中提升电池电压的措施

　　输出电容CHOLD提供输出负载电流。随着这个电容的放电，输出电压降低到期望的输出电压以下，第二个阶段是被激活来将输出电压增高到这个值以上。在第二阶段，C1和C2并联，连接在VIN和VOUT之间。开关S4到S7关闭，而S1到S3和S8打开。因为电容两端的电压降并不能突变，输出电压跳变到输入电压值的1.5倍U

　　电压升压是通过以下的模式完成U通过关闭S8并保持S1到S7打开，电压转换可以获得1倍的增益。

　　脉冲频率调制（PFM）方案

　　图4介绍了一种简化的脉冲频率调制（PFM）调压方案，该方案利用了多个增益。

　下调的输出电压通过PUMP/SKIP比较器与1.2V的电压基准比较。PUMP/SKIP比较器输出电压在启动时线性上升，提供软启动功能。当输出电压超过期望的极限，器件不会开启，消耗的电源电流将很小。在这种空闲状态的期间，输出电容CHOLD提供输出负载电流。随着这个电容不断放电以及输出电压降低到期望的输出电压以下，电荷泵被激活直到输出电压再次达到高于这个值。

　　在轻负载下，PFM调节架构的主要优势是很明显的。通常通过输出电容提供负载电能。电源电流非常低，输出电容只需要偶尔通过电荷泵进行再次充电。

　　总之，调压电荷泵在一个宽的输入范围内不能维持高的效率，因为输入-输出电流比根据基本的电压转换进行调节，任何比输入电压乘以电荷泵增益所得的值更低的输出电压将导致转换器内额外的功耗，并且效率会成比例地降低。

　　转换器根据输入／输出比例改变增益的能力允许在整个输入电压范围内完成最优秀的效率。理想的情况是，增益应该是线性式变化。现实中，给予固定的电容和开关数量，只可能达到有限的增益配置。

　　在图4中，输入电压被调节，并被馈入到三个比较器的正向结点。比较器的所有反向结点连接到输出电压。根据输入／输出电压比，比较器的输出提供带有一个3位字的增益控制电路，增益控制电路用于选择最小的增益G，这样就可以获得期望的电压转换。然而，在白光LED应用中，选择正确的增益G不仅仅根据输入和输出电压。

　　图5：这个开关电容器白光LED驱动器可用于四个LED

　　图5是利用可适性电荷泵提升电压的发光二极管驱动器，增益可达一及一点五倍。电荷泵的输入端连接VIN接脚，而输出端则连接VOUT接脚。 VOUT的电压会通过调节，稳定在VREG这个恒定的水平。对于采用共阳极配置的LED，每个LED的输入电流都可利用内部电流源加以控制，其峰值驱动电流可通过外置电阻(RSET)加以设定。

　　这个计算方法正确与否取决于以下的先决条件：亦即VOUT- VLED的数值必须大至足以使信道组件不会出现饱和现象。事实上，若要为发光二极管提供所需的恒定电流，电流源的电压必须有最低的规定，而这个最低的电压称为上限电压(VHR)，其数值会随着RHR电阻的变动而改变 ：

　　电荷泵必须不断转换适用的增益倍数，以确保电流恒定，决定采用哪一增益倍数的考虑因素包括发光二极管的正向压降、电流源的电压以及输入电压（参考图5）。因此即使输入电压范围极为广泛，电荷泵仍能以最有效率的一倍增益作业，以减少电池的耗电量。

　　总结

　　使用开关电容比基于电感的开关方法具有某些优势，其中一个明显的优势就是消除了电感以及相关的电磁设计问题。开关电容转换器通常具有相对低的噪音和最小的辐射EMI。此外，应用电路很简单，只需要几个小电容。因为在没有电感的情况下，最后的PCB器件高度通常比同等的开关转换器更小。