電荷泵的基本原理

在更高的開(kāi)關(guān)頻率時(shí)可以采用更小的輸出電容來(lái)獲得相同的紋波，電荷泵的寄生效應會(huì )導致輸出電壓隨著(zhù)負載電流的增加而下降。事實(shí)上，總是存在2IOUT的電流流過(guò)C1和兩個(gè)開(kāi)關(guān)導通電阻(RSW)，導致產(chǎn)生的功耗為

除了這些純粹的電阻損耗，電流IOUT流過(guò)開(kāi)關(guān)電容C1的等效電阻時(shí)產(chǎn)生的功耗為

流過(guò)CHOLD的電流等于IOUT，其產(chǎn)生的功耗為

所有這些損耗可以用下面的等效輸出電阻進(jìn)行匯總。

這樣一來(lái)，電荷泵的輸出電壓為

電荷泵的開(kāi)關(guān)工作示意圖如圖3所示。同樣的，電壓轉換在兩個(gè)階段內得以實(shí)現。在第一個(gè)階段，開(kāi)關(guān)S1～S3關(guān)閉，而開(kāi)關(guān)S4～S8打開(kāi)。因此，C1和C2并聯(lián)，假設C1=C2則充電到一半的輸入電壓為

圖3 電荷泵的開(kāi)關(guān)工作示意圖

輸出電容CHOLD提供負載電流，隨著(zhù)輸出電容的放電，輸出電壓降低到期望的輸出電壓以下。在第二階段，C1和C2并聯(lián)，并連接在UIN和UOUT之間。開(kāi)關(guān)S4～S7關(guān)閉，而S1～S3和S8打開(kāi)。因為電容兩端的電壓降并不能突變，故輸出電壓跳變到輸入電壓值的1.5倍;若關(guān)閉S8并保持S1～S7打開(kāi)，則電路工作在1倍壓線(xiàn)性模式下。