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單，但實際使用過程中有些限制，如對橋臂的開通時序和占空比有限制等。所以，在某些要求比較高的應用場合，采用他驅型的電荷泵，即將電荷泵電路及驅動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電路略微復雜一些，但克服了自舉驅動電路的一些問題，在某些場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，首先以一個升壓電荷泵將+3.3V或5V的輸入電源進行二倍壓升壓，然后采用一個負壓電荷泵將二倍壓升壓后的電源輸出進行轉換為負電壓。

　　3.電荷泵為電路供電

　　與基于電感的開關電源變換器相比，電荷泵具有尺寸小、EMI干擾較小等優點，所以電荷泵被廣泛應用于便攜式產品中，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，獲得一個反相的基準電源。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。