电荷泵技术：推动紧凑型高效电子产品发展的关键

2025-09-16 03:17 loading...

摘要欧洲新加密货币规则手册的前景已开始受到考验。法国警告称，除非加强监管，否则它可能会挑战允许在一个欧盟国家获得许可的数字资产公司在整个欧盟范围内运营的机制。好币网报道：

近年来，电荷泵 DC/DC 转换器凭借其卓越的性能和精准的市场定位，成为电力电子领域的热门话题。特别是在需要紧凑设计与高效稳压功能的应用场景中，这些器件的表现尤为突出。通过利用电容器实现电压的升高或降低，电荷泵以其小巧的尺寸、高效率以及高性价比赢得了广泛认可。越来越多的设计工程师选择将这些转换器应用于 TFT-LCD 背光、光学模块及高端 MOSFET 驱动等场景。

电荷泵的一个重要用途是作为倍压器，可将输出电压提升至输入电压的两倍。这一功能通过一系列受控开关操作完成，涉及电容器的充电和放电循环。例如，在充电阶段，两个开关被激活以对电容器充电，而其他开关保持关闭；在转换阶段，已充电的电容器将其存储的能量释放到输出端，从而实现输入电压的加倍。这种技术在传统电感式 DC/DC 转换器因体积过大或效率不足而无法胜任的应用中显得尤为重要。

在降压-升压配置中，电荷泵在驱动高端 MOSFET（HS-FET）时发挥着至关重要的作用，确保栅极-源极电压（VGS）超过阈值。通常，基于电荷泵的自举电路被用来提升栅极电压，这在半桥和全桥拓扑结构中至关重要，因为精确控制高端开关对于电路的整体性能不可或缺。

除了降压应用，电荷泵还被广泛用于升压场景，尤其是在所需输出电压超出开关元件最大额定电压的情况下。例如，在 TFT-LCD 偏置电源系统中，可以通过添加电荷泵电路使升压转换器的输出翻倍，从而实现更高的输出电压，同时避免使用成本高昂的高压 IC。以下是一个使用 MP1542 升压转换器的电路实例，仅需极少的附加元件即可有效加倍输出电压。

另一个值得关注的应用领域是负电压生成。相比传统的电感式解决方案，电荷泵能够以更少的外部元件生成正负输出。这在光学模块、射频放大器和传感器电源等紧凑型系统中具有显著优势。典型实现方案仅需四个 MOSFET，无需外部电感，从而大幅降低了设计复杂性和 PCB 占用空间。

相较于电感式 DC/DC 转换器，电荷泵具备降低电磁干扰（EMI）、减少静态电流以及简化设计的优势。然而，它们通常不适用于高功率或宽输入电压范围的应用场景，在这些情况下，电感式设计仍然是首选方案。但对于低功耗和空间受限的设计需求，电荷泵无疑是极具吸引力的替代方案。

随着消费电子、工业自动化以及汽车电子领域对紧凑型、节能型电源解决方案的需求持续增长，电荷泵市场预计将迎来进一步扩张。设计工程师们不断寻找经济高效的替代方案，以取代传统电感式转换器，而电荷泵技术的采用率也将随之上升，尤其是在对尺寸和效率要求极高的应用中。