电荷泵,也称为开关电容式电压变换器,是一种利用“快速”或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC变换器。是直流-直流变换器,可产生比输入电压高的输出电压,也可产生负电压。
1、输入电压高的输出电压
利用电容两边的电压不能突变的特性。
输出电压在理想情况下,输出电压最大值V{outmax}=V{in}+ V{cc} - V{f} 【 V{f} = 二极管压降】实际上是达不到理想状态的,加了滤波后会偏小
输出电流I{out} = ( V{in}+ V{cc} - V{f} - V{out} )* f * C{fly} 【f = PWM波特率 , C{fly}=跨接电容值 V{out} = 加在负载两端滤波完稳压的电压】
以上为其工作原理实际应用中使用的是集成芯片
2、通过OSC振荡器是两个开关来回高速运行使V{o}输出稳定的负电压。
A为1,A与为0 时, ws1开(闭合导通)ws2关(打开断路)C1充电。A为0 A与为1时,ws1开(打开断路)ws2关(闭合导通)C1放电,C2 充电, 又由于电容正接地,V{o}为负电压。
电荷泵应用场景:
- 彩色液晶屏的LED背光灯
- 小功率LDO电源芯片
- MOS管的驱动电压(NMOS 用于上管时的栅极驱动电压)
- 相机的闪光灯、232电平芯片内部产生较高电压或负电压