電荷泵的基本原理

在更高的開關(guān)頻率時可以采用更小的輸出電容來獲得相同的紋波，電荷泵的寄生效應(yīng)會導(dǎo)致輸出電壓隨著負(fù)載電流的增加而下降。事實上，總是存在2IOUT的電流流過C1和兩個開關(guān)導(dǎo)通電阻(RSW)，導(dǎo)致產(chǎn)生的功耗為

除了這些純粹的電阻損耗，電流IOUT流過開關(guān)電容C1的等效電阻時產(chǎn)生的功耗為

流過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，電荷泵的輸出電壓為

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

圖3 電荷泵的開關(guān)工作示意圖

輸出電容CHOLD提供負(fù)載電流，隨著輸出電容的放電，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。開關(guān)S4～S7關(guān)閉，而S1～S3和S8打開。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，則電路工作在1倍壓線性模式下。