深度揭秘——電荷泵設計及應用

　　雖然上圖中所述的自舉型電荷泵(采用半橋的下臂作為電荷泵的一部分)使電路設計變得非常簡(jiǎn)單，但實(shí)際使用過(guò)程中有些限制，如對橋臂的開(kāi)通時(shí)序和占空比有限制等。所以，在某些要求比較高的應用場(chǎng)合，采用他驅型的電荷泵，即將電荷泵電路及驅動(dòng)波形與主功率電路分離，采用外部電路構成電荷泵。這樣的電路雖然結構比自舉驅動(dòng)電路略微復雜一些，但克服了自舉驅動(dòng)電路的一些問(wèn)題，在某些場(chǎng)合也得到較廣泛的應用。

　　2.RS-232電平轉換中的升壓、負壓

　　電荷泵的另外一個(gè)極為廣泛的應用就是為電平轉換芯片提供符合RS-232標準的電源電壓。電平轉換芯片的供電通常為3.3V或者5V的單電源，而RS232電平標準要求，以-3~-15V表示邏輯電平“1”，以+3~+15V表示邏輯電平“0”，所以RS232轉換芯片不僅要完成電平轉換，還要提供符合要求的電源轉換。

　　下圖為RS232電平轉換芯片的典型結構框圖，首先以一個(gè)升壓電荷泵將+3.3V或5V的輸入電源進(jìn)行二倍壓升壓，然后采用一個(gè)負壓電荷泵將二倍壓升壓后的電源輸出進(jìn)行轉換為負電壓。

　　3.電荷泵為電路供電

　　與基于電感的開(kāi)關(guān)電源變換器相比，電荷泵具有尺寸小、EMI干擾較小等優(yōu)點(diǎn)，所以電荷泵被廣泛應用于便攜式產(chǎn)品中，為系統提供負的電源電壓。

　　將電荷泵與電壓基準源相結合，能夠在單電源為系統供電的同時(shí)，獲得一個(gè)反相的基準電源。如下圖所示，該電路不同于由三端基準和運放反向器構成的反相基準電壓源，不需要外加精密電阻和負電源即可獲得精密的負的電壓輸出。