
电荷泵可分为:
1、开关式调整器升压泵。
2、无调整电容式电荷泵
3、可调整电容式电荷泵
电荷泵变换器的基本工作原理如图所示。它由振荡器、反相器及四个模拟开关组成,外接两个电容C1、C2 构成电荷泵电压反转电路。
振荡器输出的脉冲直接控制模拟开关S1及S2;此脉冲经反相器反相后控制S3及S4。当S1、S2 闭合时,S3、S4 断开;S3、S4 闭合时,S1、S2 断开。
当S1、S2 闭合、S3、S4 断开时,输入的正电压V+向C1 充电(上正下负),C1 上的电压为V+;当S3、S4闭合、S1、S2断开时,C1向C2放电(上正下负),C2上充的电压为-VIN,即VOUT=-VIN。当振荡器以较高的频率不断控制S1、S2 及S3、S4 的闭合及断开时,输出端可输出变换后的负电压(电压转换率可达99%左右)。
由图3 可知,电荷泵电压反转器并不稳压,即有负载电流时,输出电压将有变化。输出电流与输出电压的变化曲线(输出特性)称为输出特性曲线,其特点是输出电流越大,输出电压变化越大。
一般以输出电阻Ro来表示输出电流与输出电压的关系。若输出电流从零增加到Io时,输出电压变化为△V,则输出电阻Ro 为:
Ro = △V/Io
输出电阻Ro 越小,输出电压变化越小,输出特性越好。
电荷泵常用于倍压或反压型DC-DC 转换。电荷泵电路采用电容作为储能和传递能量的中介,随着半导体工艺的进步,新型电荷泵电路的开关频率可达1MHz。电荷泵有倍压型和反压型两种基本电路形式。