电荷泵

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电荷泵也称为开关电容式DC／DC变换器，是一种利用所谓的“快速”（flying）或“泵送”电容（而非电感或变压器）来储能的DC／DC变换器，它能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定方式控制泵电容的充电和放电，使输入电压以一定因数（0.5倍压、2倍压或3倍压）倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。这种特别的调制过程可以保证高达80％的效率，而且只需外接陶瓷电容来完成。但是由于电路是工作在开关状态的，故电荷泵也会产生一定的输出纹波和EMI（电磁干扰）。

　　电荷泵可以实现逆变器、分路器或增压器的功能。它作为逆变器使用时是将输人电压转变成一个负输出；作为分路器使用时，输出电压是输入电压的一部分，如1／2倍压或2／3倍压；作为增压器时，它可以提供1.5倍压或2倍压的增益。很多便携式电子设各用的都是一节锂离子电池或两节金属氢化物镍电池，因此当电荷泵在2倍压模式下运行时，电荷泵可以给工作在3.3～4.0V的范围内的白光LED提供适当的正向电压。

　　虽然有一些开关式DC／DC变换器可以组成升压、降压电路，也可以组成电压反转电路，但电荷泵电压反转器仅需外接两个电容，其电路最简单，尺寸小，并且转换效率高、耗电少，所以电荷泵得到了极其广泛的应用。

　　目前不少集成电路采用单电源工作，简化了电源，但仍有不少电路需要正负电源供电才能工作，如D／A变换器电路、A／D变换器电路、U／F或F／U变换电路、运算放大器电路、电压比较器电路等。自INTERSIL公司开发出ICL7660电压反转器IC后，用它来获得负电源变得十分简单，20世纪90年代后又开发出了带稳压的电压反转电路，使经电压反转电路获得的负电源性能更为完善。对采用电池供电的便携式电子设各来说，采用电荷泵变换器来获得负电源或倍压电源，不仅能减少电子设备所用电池的数量，减小产品的体积，减轻产品的质量，还在减少能耗（延长电池寿命）方面起到了极大的作用。便携式电子设各发展迅速，对电荷泵变换器提出了不同的要求，各半导体器件公司为满足这些要求也相继开发出了一系列的电荷泵新产品。