❶ 电荷泵电路
电荷泵电路概述
电荷泵电路,亦称为开关电容式电压变换器,是一种通过利用电容的充电与转移原理,实现直流至直流电压转换的装置。它具有能够使输入电压升高或降低,甚至产生负压的特点,广泛应用于小功率、低电流的场合。
典型应用
1. 负电压转换
电荷泵电路在半导体开关器件驱动和运算放大器供电等需求负电压电源的场景中,作为一种备选方案。电路通常由互补导通的开关管组成,通过交替导通和关断,将输入电压转换为负电压输出。
2. 电压升高
在便携式电力电子产品或需要多路不同电压等级供电的电路中,电荷泵电路能通过串联充电的方式,将输入电压倍增,产生所需电压。
3. 电压降低
电荷泵电路同样能够实现电压的降低功能,通过循环充电和放电过程,将输入电压降至所需输出电压的一半。
应用要点与优势
在小功率、低电流场合,电荷泵电路通常采用ESR较小的陶瓷电容作为储能元件,并可以选用MOSFET等开关器件或集成芯片来实现高效驱动。相较于传统的DC-DC变换器,电荷泵电路避免了电感的存在,从而提高了效率,减少了电磁兼容问题。
扩展应用
为满足对供电精度和纹波要求较高的场合,出现了具备可调节稳压功能的电荷泵电路。这类电路通过集成线性稳压器(LDO)与基本电荷泵电路结合,实现电压的稳定输出,从而拓展了电荷泵的应用领域。
推荐理由
电荷泵电路以其简洁、低成本、高效率和低噪音的特点,在小功率、低电流应用中表现出色,成为便携式电子设备供电、LED驱动等领域的优选方案。随着稳压式电荷泵电路的出现,其应用范围进一步扩大,成为低压芯片供电的有力备选。