嘉峪关 - 电荷泵的使用极其广泛

嘉峪关 - 电荷泵的使用极其广泛,

电荷泵常见的应用是RS-232信号转换IC，可以从单一的5V或3V电源供应器产生正负电压（多半是+10V及-10V）。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵也可以用在LCD或是白光LED的驱动电路，从单一电源（例如电池）产生高偏压的电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵广泛应用在NMOS的内存及微处理器，用来产生连接到IC基层（Substrate）的负电压VBB（约-3V）。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、这可以确保N+至基层的结点（junction）都有3V甚至更高的逆向偏压，可以降低结点电容，并且提升电路的速度。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

到2007年为止，几乎所有的EEPROM及快闪存储器（flash memory）都已整合了电荷泵电路。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、这类的芯片在记忆单元写入新的值前，需要用高电压的脉冲先清除该区块已有的姿料。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、早期的EEPROM及快闪存储器需要二种电源：用来读取姿料的+5V以及用来清除姿料的+12V。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、截至2007年，市面上可购得的EEPROM及快闪存储器都只需要一组电源，多半是1.8V或3.3V。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、而清除记忆区块需要的高电压则由芯片的电荷泵自行产生。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

在由n通道的功率MOSFET或绝缘栅双极晶体管（IGBT）组成的H桥电路，电荷泵也用在H桥high side功率元件的栅极驱动器上。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、当H桥其一只心点为低电压时，会经由二极管向电容器充电，之后充电的电荷会来让high side的栅极比电源电压高一些，好让功率元件导通。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、假设H桥正常切换的情形下，上述的作法可以正常工作，免去了另一个独立的电源供应器，也让开关可以使用效率更好的n通道元件。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、这种电路（需要周期切换high side功率元件）也称为bootstrap电路，有时也和电荷泵电路会有些差异。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵（charge pump）是一种直流-直流转换器，利用电容器为储能元件，多半用来产生比输入电压大的输出电压，或是产生负的输出电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、电荷泵电路的电效率很高，约为90-95%，而电路也相当的简单。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵利用一些开关元件来控制连接到电容器的电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、例如，可以配合二阶段的循环，用较低的输入电压产生较高的脉冲电压输出。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、在循环的第一阶段，电容器连接到电源端，因此充电到和电源相同的电压，在第一阶段会调整电路组态，使电容和电源电压串联。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、若不考虑漏电流的效应，也假设没有负载，其输出电压会是输入电压的两倍（原始的电源电压加上电容器两端的电压）。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、较高输出电压的脉冲特心可以用输出的滤波电容器来滤波。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵的电容CP先由电源充电，之后电容CP和电源串联，和输出电容CO充电，因此CO最后会充到电源的二倍。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、可能需要几个周期才能将CO充饱，但若到达稳态，CP只需要提供很少的电荷，相当于CO提供给负载需要的电荷。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、当CO切离电容CP时，CO会对负压放电，因此输出电压会有涟波，若时脉较快，充电时间较短，涟波也会变小，也比较容易滤除。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、而且对应相同的链波规格，可以选用较小的电容器。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

会有其他的电路来控制开关的定期切换，一般切换频率会是数十kHz到数MHz，切换频率高可以减少所需的电容器，让较短时间内需要储存的电荷也比较小。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、电荷泵用的电容器一般会称为飞电容（flying capacitor）。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

另一种思考的方式是将电荷泵视为是多倍压器及直流-交流转换器（开关）的组合。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵的输出电压会和负载有关，若负载越大，其平均电压也会越低。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

电荷泵依控制方式及电路架构的不同，可以进行倍压、三倍压、电压反相、电压乘以一分数（例如×3/2， ×4/3， ×2/3等），也可以在不同模式快速切换，产生任意大小的电压。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、

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