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電荷泵電源是一種常見(jiàn)架構(gòu)的電源，與基于電感的開(kāi)關(guān)電源相比，電荷泵尺寸小，沒(méi)有電感帶來(lái)的磁場(chǎng)和EMI干擾。

近年來(lái)，電荷泵比較熱門(mén)應(yīng)用是手機(jī)領(lǐng)域的快充。

手機(jī)行業(yè)快充方案有高電壓或高電流兩種，高電壓簡(jiǎn)單易行，對(duì)配件要求低，如果考慮到降壓，則效率較低；高電流方案效率高，對(duì)配件要求也高，尤其是線材，這導(dǎo)致成本急劇上升。

電荷泵效率高，成本低，自然廣受青睞。

下圖是電荷泵基本架構(gòu)框圖，由1個(gè)飛電容Vc和4個(gè)開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)基本的電荷泵功能。先給電容儲(chǔ)能，再由電容向負(fù)載放電，下面簡(jiǎn)述電荷泵的工作流程。

電荷泵有通常有兩個(gè)工作狀態(tài)，分別是充電和放電，在充電時(shí)，路徑見(jiàn)下圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q1和Q3導(dǎo)通時(shí)，對(duì)飛電容C1充電，當(dāng)充放電達(dá)到平衡時(shí)，在充電階段有：Vi-Vc=Vo。

放電路徑見(jiàn)下圖，放電時(shí)電容C1直接給負(fù)載Ro放電，Vc=Vo，結(jié)合充電時(shí)的公式Vi-Vc=Vo，可以得到Vo=0.5Vi，即電壓減半。

Multisim仿真電路拓?fù)湟?jiàn)下圖

來(lái)看下輸入、輸出電電流，輸入輸出電壓的關(guān)系，大約為：

Io=2*Ii

Vo=0.5*Vi

即電壓減半，電流加倍

查看下Ii和Io的電流波形，紅色是輸入電流，綠色是輸出電流，當(dāng)電容充電時(shí)，Ii=Io=Ic，當(dāng)電容放電時(shí)，Ii=0，Io=Ic。所以在整個(gè)周期內(nèi)，Ii只存在1/2個(gè)周期，Io存在整個(gè)周期，Io=2Ii，電流加倍。

最后看下充放電時(shí)，紅色是飛電容兩端的電壓，綠色是輸出電壓，波形如下：

以上就是電荷泵基本工作原理的分析與介紹。