电荷泵上电：紧凑型电压解决方案的静默革命

2025-09-12 23:29 loading...

币圈网报道：

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DC/DC 电压调节领域的最新进展重新点燃了人们对电荷泵技术性能和应用潜力的关注。电荷泵转换器使用电容器而非电感器来升压或降压，在注重紧凑尺寸、高效率和成本效益的市场中持续受到青睐。这些器件尤其适用于 TFT-LCD 背光、光学模块以及开关电源中的栅极驱动电路等应用。

电荷泵的核心机制是通过一系列受控的开关周期交替对电容器进行充电和放电。最简单的电荷泵结构利用两个电容器和四个开关即可使输入电压翻倍。这种配置允许输出电压 (VOUT) 达到输入电压 (VIN) 的两倍，使其成为低压环境下功率转换的多功能解决方案。由于设计中没有电感器，因此还可以降低电磁干扰 (EMI)，这在敏感电子应用中是一个显著的优势。

电荷泵技术最显著的用途之一是驱动降压转换器中的高端MOSFET。在此类电路中，通常使用自举电容来产生导通MOSFET所需的栅极-源极电压 (VGS)。电荷泵是传统自举方法的有效替代方案，尤其是在空间和元件数量至关重要的设计中。由于无需外部电感，电荷泵有助于减小电源的整体尺寸，同时保持高性能。

另一个日益增长的应用是升压电路，其中电荷泵用于将输出电压扩展到传统升压转换器的极限之外。例如，在TFT-LCD偏置电源电路中，可以添加电荷泵来使输出电压翻倍，而无需使用通常价格更高的高压额定元件。这种方法使工程师能够使用经济高效的元件实现更高的输出电压，使其成为成本敏感型电子市场的热门选择。

电荷泵在产生负电压方面的应用也日益广泛，这对于某些类型的传感器接口和射频放大器至关重要。这些负电压电源通常难以通过电感式解决方案产生，但电荷泵提供了一种紧凑高效的替代方案，只需极少的外部元件。这使得它们特别适合便携式和电池供电的设备，因为这些设备的功率效率和电路板空间至关重要。

虽然电感式 DC/DC 转换器仍然是宽输入电压范围高功率应用的首选，但电荷泵转换器在低功耗和空间受限的设计中仍占据一席之地。电荷泵转换器凭借其低 EMI、高效率和极少的元件数量等优势，成为现代电力电子领域的有力选择。随着对紧凑高效电源解决方案的需求持续增长，电荷泵技术预计将在各行各业得到进一步推广。