PCB阻抗计算模型及电荷泵与升压变换器效率的比较

外层差分阻抗计算模型，H1:介质厚度Er1:介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度S1:阻抗线间距T1:成品铜厚C1:基材的阻焊厚度C2:铜皮或走线上的阻焊厚度C3:基材上面的阻焊厚度CEr:阻焊的介电常数。这种阻抗计算模型适用于：外层线路印阻焊后的差分阻抗计算。

内层单端阻抗共面计算模型H1：介质厚度Er1：H1 对应介质层介电常数H2：介质厚度Er2：H2 对应介质层介电常数W1: 阻抗线底部宽度W2: 阻抗线顶部宽度D1：阻抗线到周围铜皮的距离T1：线路铜厚。这种阻抗计算模型适用于：内层单端共面阻抗计算。

内层单端阻抗计算模型H1:介质厚度Er1:介电常数H2:介质厚度Er2:介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度T1:成品铜厚这种阻抗计算模型适用于：内层线路单端阻抗计算。内层差分阻抗共面计算模型H1：介质厚度H2：介质厚度W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度S1:阻抗线间距D1：阻抗线到周围铜皮的距离T1：线路铜厚Er1：H1 对应介质层介电常数Er2：H2 对应介质层介电常数。这种阻抗计算模型适用于：内层差分共面阻抗计算。

当变换器工作在1倍压模式情况下时，增益为1，输入电压范围从降至不等，效率水平高于75％。在1倍压模式中，输入电压经稳压降至白光LED的正向电压，通常为～。1倍压模式的另一优点是：开关器件不工作在开关状态，因此可以避免EMI问题。

在驱动器从1倍压模式转为升压模式而采用的增益为倍压时，效率会大幅下降。在升压模式下，开关器件工作在开关状态，输出电压为输入电压的倍，这需要对电压进行调节，以使电压降至白光LED所需正向电压的水平，这就降低了效率。因此，驱动器工作在1倍压模式下，其时间越长，电荷泵效率就越高。在锂离子电池的整个输入电压范围下，其效率均可达到75％～80％。某些升压变换器解决方案在使用外部校正二极管的情况下，其效率甚至高达85％。若驱动白光LED少于5个，那么效率还会提高，因为输入到输出的电压转换比较低。总体说来，升压变换器的效率比电荷泵解决方案略高，特别在为4个以上白光LED供电时更是如此。

电荷泵与升压变换器占板面积的比较，随着最新技术的发展及更高的集成度，升压变换器的尺寸大小也达到了与电荷泵解决方案大致相当的水平。由于电荷泵驱动器所需的引脚数量较大，因此器件封装也相应较大，需要两个外部泵电容，在这种情况下，电荷泵解决方案的占板面积大小与升压变换器相当，甚至还要再大些。如果将升压变换器的开关频率上升至高达1MHz，就能使用小型的电感器和小容量的输出和输入电容。如可用其内部控制回路来控制电感器电流，正常工作时电感器电流通常小于最大交换电流。这时就可采用较小的电感器，使其最大额定电流刚好达到电感器的最大峰值电流。如向4个白光LED供电时，采用饱和电流为200mA的电感器就足够了。如果没有特定的内部环路设计，电感器的饱和电流必须为400mA的额定值，这就要求更大的电感器，从而会占用更大的占板面积。