深度揭秘——電荷泵設(shè)計(jì)及應(yīng)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(shè)計(jì)變得非常簡單，但實(shí)際使用過程中有些限制，如對(duì)橋臂的開通時(shí)序和占空比有限制等。所以，在某些要求比較高的應(yīng)用場合，采用他驅(qū)型的電荷泵，即將電荷泵電路及驅(qū)動(dòng)波形與主功率電路分離，采用外部電路構(gòu)成電荷泵。這樣的電路雖然結(jié)構(gòu)比自舉驅(qū)動(dòng)電路略微復(fù)雜一些，但克服了自舉驅(qū)動(dòng)電路的一些問題，在某些場合也得到較廣泛的應(yīng)用。

　　2.RS-232電平轉(zhuǎn)換中的升壓、負(fù)壓

　　電荷泵的另外一個(gè)極為廣泛的應(yīng)用就是為電平轉(zhuǎn)換芯片提供符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)的電源電壓。電平轉(zhuǎn)換芯片的供電通常為3.3V或者5V的單電源，而RS232電平標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換芯片不僅要完成電平轉(zhuǎn)換，還要提供符合要求的電源轉(zhuǎn)換。

　　下圖為RS232電平轉(zhuǎn)換芯片的典型結(jié)構(gòu)框圖，首先以一個(gè)升壓電荷泵將+3.3V或5V的輸入電源進(jìn)行二倍壓升壓，然后采用一個(gè)負(fù)壓電荷泵將二倍壓升壓后的電源輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換為負(fù)電壓。

　　3.電荷泵為電路供電

　　與基于電感的開關(guān)電源變換器相比，電荷泵具有尺寸小、EMI干擾較小等優(yōu)點(diǎn)，所以電荷泵被廣泛應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品中，為系統(tǒng)提供負(fù)的電源電壓。

　　將電荷泵與電壓基準(zhǔn)源相結(jié)合，能夠在單電源為系統(tǒng)供電的同時(shí)，獲得一個(gè)反相的基準(zhǔn)電源。如下圖所示，該電路不同于由三端基準(zhǔn)和運(yùn)放反向器構(gòu)成的反相基準(zhǔn)電壓源，不需要外加精密電阻和負(fù)電源即可獲得精密的負(fù)的電壓輸出。