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电荷泵辅助电源供电技术，也称为开关电容式电压变换器技术，是一种利用“快速”或“泵送”电容（而非电感或变压器）来储能的DC-DC转换技术。一、电荷泵的基本概念定义：电荷泵是一种利用电容充放电的不同连接方式，以简单电路实现DC/DC的升压、降压、负压等变换功能的电源技术。别名：也称为开关电容式电压变换器。特点：电路结构简单、体积小、无电感带来的磁场和EMI干扰，适合集成在芯片中。二、电荷泵的工作原理电荷泵通过周期性地转移电荷来改变电压水平，主要工作原理包括：充电阶段：开关元件控制电容连接到电源端，电容被充电至与电源相同的电压。放电阶段：开关元件改变连接方式，电容以受控方式释放能量，将电荷转移到输出电容器，以产生所需的输出电压。三、电荷泵的应用优势简单性：相对于传统的变压器，电荷泵的设计更简单，因为它不需要使用电感元件。小型化：由于没有电感元件，电荷泵可以实现更小型化的设计。成本效益：电荷泵通常比传统的变压器更经济实惠。高效率：电荷泵的电效率很高，约为90-95%。四、电荷泵的分类电荷泵可分为多种类型，包括：开关式调整器升压泵：采用电容器来贮存能量，通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升。无调整电容式电荷泵：基本的电荷泵结构，缺少调整电路。可调整电容式电荷泵：增加了线性调整或电荷泵调制，以提高输出稳定性和效率。

介绍一种经常用到，但容易被大家忽略的技术，一般称之为 dvdr 供电，或是电荷泵供电，其实在模拟芯片设计中，自举驱动等芯片内部应该应用得很广泛，但是功率电路中由于受到了一些限制，用到的场合比较单一，典型的两种可用的原理图如图 所示。

电荷泵供电电路：

图 a的好处是用 VD2作为预稳压和整流复合使用，但需要选择一个更为可靠的稳压管(功率等级、漏电流水平);

图b电路是在输出后级进行电压稳压，更符合我们常规的应用思路，同时 VD1/VD2 可以使用两个共阳或是共阴封装的二极管如 BAV99W、BAV56W、BAV70W等。复合封装二极管如图所示。

复合封装二极管:

利用电容在变化斜率下产生电流，从而形成一个类似恒流源供给输出负载的工作原理。这种电路的核心在于电容的充放电特性，即电流i与电容C、电压变化率dv/dt之间的关系，由公式i=C⋅dv/dt给出。这个公式的含义,当电容两端的电压发生变化时，电容会进行充电或放电，从而产生电流。这个电流的大小与电容的容量C以及电压的变化率dv/dt成正比。电容越大，或者电压变化越快，产生的电流就越大。这种电路在供电可靠性上存在一定的局限性。由于电流的大小直接受到电压变化率的影响，因此当Vcc（即电源电压）的频率或幅值发生较大变化时，电流的稳定性就会受到影响。特别是当频率变化范围太大时，电路可能无法提供稳定的电流，从而无法满足负载的需求。这种电路对电容的要求也比较严格。因为电容的容量和性能会直接影响到电流的稳定性和可靠性。如果电容的容量不足或者性能不稳定，就可能导致电路无法正常工作或者出现故障。这种电路主要用于给芯片等小型电子设备供电，供电电流一般为毫安级（mA级）。在这些应用中，由于负载对电流的稳定性要求不是特别高，因此这种电路可以满足基本的需求。为了进一步提高电路的可靠性和稳定性，通常会采用变压器绕组或MOSFET节点等元件作为电压源来使用。

电荷泵电路具体工作流程:

具体波形如图所示，可以看到，在输入电压的上升沿和下降沿会产生电流即 i=Cdv/dt.

电荷泵电路工作时的电流波形:

电荷泵的应用场景

电荷泵技术广泛应用于需要电池供电的便携式电子设备中，蜂窝式电话、寻呼机、蓝牙系统、便携式计算机等。

具体应用包括：

驱动白光LED：为手机背光等提供适当的正向电压。驱动数字处理器：在毫瓦范围内为数字处理器供电。BMS系统：在电池管理系统（BMS）中，用于实现负压输出或升压功能。

总结电荷泵辅助电源供电技术以其简单性、小型化、成本效益和高效率等优势，在便携式电子设备领域展现出巨大的应用潜力。通过精心设计和优化，该技术能够满足各种复杂应用场景的需求，为现代电子设备的电源管理提供有力支持。