电荷泵(chargepump)又称为开关电容DC-DC变换器(switchedcaPACi-torvoltageconverter)，在和基于电感的DC-DC开关电源相比较的时候，又称之为无感式DC-DC电源变换器。电荷泵采用电容为开关和储能元件，与采用电感作为储能元件的电感式开关DC-DC转换器相比，电荷泵的主要优点如下：
·高效率：
·体积小；
·低静态电流：
·最低工作电压更低：
·低噪声，低电磁干扰。因为没有磁场的高速变换，即电一磁、磁一电的高速变换，而只有对电容的高速充、放电过程，电磁干扰问题几乎可以忽略：
·从目前实用的硅集成技术来看，电容的集成比电感的集成更为容易和廉价，电荷泵也就更容易实现高度集成：
·输出电压的调节范围更大：
·对整体应用电路而言，成本低。
目前实用的电荷泵的主要不是则是很难实现大功率、高电压应用，在这些方面，目前电感式开关DC-DC转换器还有着无可比拟的优势。具体而言，电荷泵目前主要的用途如下：
·小功率倍压、电压反转应用，典型的应用如单电源的5V、3V系统为RS232等串行系统提供±12的信号电平。
·电压反转应用，典型应用如现在开始流仔的无电容实地输出的耳机放大器IC，这些耳放IC单电源供电，内部集成了电荷泵，因此可以实现即不需要输出电容，耳机的公共端也可以直接接地，典型产品如MAX4411以及OPA4411。
·倍压应用，目前主流应用是驱动LED尤其白光LED，在电池供电的手机、数码相机等领域，为LED背光照明和LED闪光灯提供合适的电源。另一个很广泛的应用是为EEPROM和flash存储器提供读写电源，这些存储器IC的电源轨一般是1.8V、3.3V，而读取需要+5V，擦写需要12V，将电荷泵集成到这些存储器IC中，就可以实现单一电源供电。
一、电荷泵的工作原理
电荷泵的工作原理并不复杂，只是常见电荷泵多是lC，实际的具体电路很难见到而已。电荷泵的应用不外乎两大类：升压（倍压）和电压反转（正变负或者负变正）。
电荷泵的倍压应用
下图是目前在集成电路内部等效电路中常见的一种倍压方式（升压）的电路原理图。
上图是1倍压电路，右侧是场效应管在不同开关状态下的等效电路，C1、C2的容量、耐压等电气参数均相同。图中使用了四只场效应管为电子开关，它们的栅极驱动电路图中省略了。这四只场效应管是两两轮流开关的，图中用带圆圈的表示同时开关的一对场效应管，不带圆圈的是另一对同时开关的场效应管。
Q1、3打开，q2、4关断时的等效电路不难理解：电源Vin为C1充电，充电电压最终会达到Vin；同时电源Vin也会通过负载电阻RL为C2充电，只是由于RL的存在，充电速度远低于C1。Q1、3关断，Q2、4打开时，C2的负端电压等于Vin，而C1的两端电压是Vin,负端等于Vin，正端就等于2Vin（1倍），倍压电路由此而来。由于C1充电时，C2的充电极性是反向的，因此二者串联时（C1放电时），C2上的电量反而会消耗掉C1上的电量，因此最佳的开关频率是，当C1充电时刚刚冲至Vin时就结束充电以减少对C2的充电。只要开关速度适当，Vout端的负载两端的电压就大致等于2Vin。
本文关键字：工作原理 调稳压-升降压技术，电源动力技术 - 调稳压-升降压技术
