电荷泵（charge pump）

电荷泵（charge pump）： 电容型调整器，不依赖电感。

顾名思义，多半用于产生比输入电压大的输出电压，或产生负的输出电压。

仅限于小功率应用;电荷泵的效率很高，约为90%-95%。（负载电流小于300mA）

体积小，低静态电流，低噪声。

低噪声：

低电磁干扰。因为没有磁场的高速变换，即电一磁、磁一电的高速变换，而只有对电容的高速充、放电过程，电磁干扰问题几乎可以忽略。

体积小、低成本：

虽然有一些DC/DC 变换器除可以组成升压、降压电路外也可以组成电压反转电路，但电荷泵电压反转器仅需外接两个电容，电路最简单，尺寸小，并且转换效率高、耗电少，所以它获得了极其广泛的应用。

小功率倍压、电压反转应用。

电荷泵有倍压型和反压型两种基本电路形式：

反压型：它将输入的正电压转换成相应的负电压，即VOUT= -VIN。

倍压型：它也可以把输出电压转换成近两倍或更多倍的输入电压，即VOUT≈2VIN。

原理：

电荷泵的基本原理是给电容充电，把电容从充电电路取下以隔离充进的电荷，然后连接到另一个电路上，传递刚才隔离的电荷。我们形象地把这个传递电荷的电容看成是“装了电子的水桶”。从一个大水箱把这个桶接满，关闭龙头，然后把桶里的水倒进一个大水箱。电荷泵也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”电容，而非电感或变压器来储能的DC-DC变换器（直流变换器）。它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的MOSFET开关阵列以一定的方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(1/2,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。

分析：

如图所示的电路图中，电荷泵的电压变换在两个阶段内实现。在第一个阶段，开关S1和S2关闭，而开关S3和S4打开，电容C1充电到输入电压：

在第二阶段，开关S3和S4关闭，而S1和S2打开。因为电容C1两端的电压降不能立即改变，输出电压跳变为输入电压的两倍。

电荷泵的选型依据：

小静态电流；

低的或者合适的输入电压，；

噪音小，对系统电路影响小；

功能集成度要高，提高单位面积的使用效率，；

足够的输出调整能力，电荷泵不会因工作在满负荷状态而发烫；

封装尺寸，及安装成本低，外围器件少，走线少而简单；

移动设备要求具有关闭控制端，可在长时间待机状态下关闭电荷泵，降低能耗。