1.前言常见的电源有buck、boost等拓扑结构。都是利用电感在开关模式下充放电来达到目标电压输出的电源方案。今天我们将介绍另一种同样工作在开关模式下，但不需要电感的电源电路结构，即电荷泵电路。通常出现在一些成本低、空间要求紧的场合，通常作为辅助电源，也就是说电路中有多种输出电压要求，可以满足升压输出的需求。
二。电荷泵电路的工作原理及器件选择1。工作原理电荷泵电路的基本组成是一个工作在开关模式的DC-DC转换器，主要由一个开关电路和一个电容组成。开关电路可以由分立器件构成，也可以选择集成IC。一般来说，选择集成IC，体积小，可靠性高。根据开关速度，可以选择电解电容或陶瓷电容。
该电路的工作原理如下：
1.开关“1”输出GND，DC电压v通过D1给C1充电。C1两端的电压为V-VD1，此时D2不导通；
2.开关“1”输出V，节点C1和D1的电压升高到V V-VD1，D2正向导通，给C2充电，C2两端电压为V V-VD1-VD2；
通过以上两步，提升输出电压。当然，为了稳定输出，C2的电容一般比C1大，所以可能需要几个开关周期才能给C2充满电。为了进一步稳定输出，可以在输出端放置稳压器或LDO，以实现更高精度的输出。
2.设备选择1。电容器选择计算
C1主要用来稳定开关节点的电压，所以电容不能太大，ESR尽量低。所以首先要设定一个输出纹波电压的指标，比如我们把纹波电压设定在500mV。接下来说一下纹波电压的计算。纹波电压包括两部分，一部分是电容充放电引起的电容电压变化，另一部分是电容本身ESR引起的电容充放电过程中产生的纹波电压。其中D是开关的占空比，f是开关的周期，那么通断时间等于t=D*T=D/f，这个过程中的电荷为Q=I*t，对应的纹波电压变化为：V=Q/U，这样我们就可以计算出这部分纹波电压，另一部分纹波电压更容易理解，就不赘述了。利用这个公式，我们可以根据纹波电压指标、输出电流要求、占空比和开关频率反算出所需电容值。电容器的耐受电压至少应为电源电压的2倍。
2.二极管选择的计算
二极管的选择比较简单，主要集中在三点：一是二极管的正向导通压降要低，从而降低二极管的功率损耗，提供输出电压；二是二极管的反向耐压要高于输出电压；第三，二极管的正向电流能力要高于输出峰值电流，当然要考虑降额。
三。总结电荷泵电路简单，成本低，不用电感节省空间，但输出容量比较低，一般用在200mA以下的场合。其次，虽然没有电感，但仍然工作在开关模式，所以存在EMI问题，转换效率低于电感拓扑。
审计唐子红
标签：电压开关电容