【導讀】無電感器 DC/DC 轉換器被稱為“電荷泵”穩壓器，因為它們使用開關周期性地將電荷“泵”到(dao)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)。我(wo)想(xiang)您(nin)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)比(bi)作(zuo)手(shou)動(dong)給(gei)輪(lun)胎(tai)充(chong)氣(qi)，輪(lun)胎(tai)會(hui)慢(man)慢(man)漏(lou)氣(qi)。如(ru)果(guo)你(ni)打(da)氣(qi)的(de)速(su)度(du)足(zu)夠(gou)快(kuai)，輪(lun)胎(tai)就(jiu)不(bu)會(hui)漏(lou)氣(qi)，即(ji)使(shi)它(ta)正(zheng)在(zai)漏(lou)氣(qi)，即(ji)使(shi)你(ni)沒(mei)有(you)持(chi)續(xu)注(zhu)入(ru)新(xin)的(de)空(kong)氣(qi)。泵(beng)送(song)的(de)空(kong)氣(qi)就(jiu)像(xiang)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)
，泄(xie)漏(lou)的(de)空(kong)氣(qi)就(jiu)像(xiang)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)，我(wo)猜(cai)輪(lun)胎(tai)壓(ya)力(li)有(you)點(dian)像(xiang)電(dian)壓(ya)。通(tong)過(guo)充(chong)分(fen)的(de)泵(beng)送(song)（記住泵送 =定期注入空氣）
，您可以無限期地保持高胎壓和提供負載電流。

設計低壓電子設備的首要步驟之一是決定使用哪種類型的電源。基本上有兩種選擇：線性穩壓器或 DC/DC 轉換器。現在我們經常選擇 DC/DC 轉換器，因為開關模式電壓調節通常比線性調節更有效。（如果您想知道我為什麼添加“一般”，請查看本文中標題為“效率問題”的部分。）

如果您像我一樣
，在決定需要一個 DC/DC 轉換器後，您會立即開始對龐大的電路、複雜的元件選擇、嘈(cao)雜(za)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)等(deng)產(chan)生(sheng)苦(ku)澀(se)的(de)想(xiang)法(fa)。不(bu)過(guo)，重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)要(yao)記(ji)住(zhu)，典(dian)型(xing)的(de)基(ji)於(yu)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)並(bing)不(bu)是(shi)的(de)選(xuan)擇(ze)。有(you)一(yi)個(ge)完(wan)全(quan)獨(du)立(li)的(de)拓(tuo)撲(pu)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)顯(xian)著(zhe)的(de)好(hao)處(chu)

，盡(jin)管(guan)它(ta)肯(ken)定(ding)不(bu)適(shi)合(he)所(suo)有(you)設(she)計(ji)。

電感輸出，電容輸入

無電感器 DC/DC 轉換器被稱為“電荷泵”穩壓器
，因為它們使用開關周期性地將電荷“泵”到(dao)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)。我(wo)想(xiang)您(nin)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)比(bi)作(zuo)手(shou)動(dong)給(gei)輪(lun)胎(tai)充(chong)氣(qi)
，輪(lun)胎(tai)會(hui)慢(man)慢(man)漏(lou)氣(qi)。如(ru)果(guo)你(ni)打(da)氣(qi)的(de)速(su)度(du)足(zu)夠(gou)快(kuai)，輪(lun)胎(tai)就(jiu)不(bu)會(hui)漏(lou)氣(qi)
，即(ji)使(shi)它(ta)正(zheng)在(zai)漏(lou)氣(qi)，即(ji)使(shi)你(ni)沒(mei)有(you)持(chi)續(xu)注(zhu)入(ru)新(xin)的(de)空(kong)氣(qi)。泵(beng)送(song)的(de)空(kong)氣(qi)就(jiu)像(xiang)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)


，泄(xie)漏(lou)的(de)空(kong)氣(qi)就(jiu)像(xiang)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)，我(wo)猜(cai)輪(lun)胎(tai)壓(ya)力(li)有(you)點(dian)像(xiang)電(dian)壓(ya)。通(tong)過(guo)充(chong)分(fen)的(de)泵(beng)送(song)（記住泵送 =定期注入空氣），您可以無限期地保持高胎壓和提供負載電流。

yinci，shouxianyaolejiedeshi，dianhebengwenyaqishiyongkaiguanzhouqixingdijiangdianliucongshurudianyuanzhurudianrongqi。dangshurukaiguandakaishi
，dierzukaiguanjiangdianrongqilianjiedaotiaojieqideshuchuce

，yibiantakeyitigongfuzaidianliu。lingyigeyaojizhudeguanjiandianshidianrongqidedianyabuhuishunjiangaibian。yinci
，ruguoninjiangqichongdianzhi 5 V，然後使用開關改變其連接

，電容器兩端的電壓 (V CAP ) 仍將為 5 V。這就是電容器可以輕鬆用作倍壓器的原因：

當連接到輸入時
，V CAP為 5 V。當連接到輸出時，V CAP（初）為 5 V。但請注意
，輸出側較低的連接連接到 V IN
，而不是接地。這意味著 V OUT必須比V IN高5 V
；換句話說，V OUT = 2V IN。

您可以使用類似的技巧來反轉輸入電壓：

此處
，下方輸出連接為 V OUT，上方輸出連接接地。當輸入開關打開且輸出開關閉合時，V CAP = 5 V
，因此輸出必須（初）低於地電壓 5 V；換言之，V OUT = –V IN。

可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)其(qi)他(ta)輸(shu)入(ru)到(dao)輸(shu)出(chu)關(guan)係(xi)，但(dan)這(zhe)兩(liang)個(ge)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)，而(er)且(qie)如(ru)果(guo)您(nin)從(cong)電(dian)荷(he)泵(beng)穩(wen)壓(ya)器(qi)開(kai)始(shi)
，然(ran)後(hou)使(shi)用(yong)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)微(wei)調(tiao)輸(shu)出(chu)，它(ta)們(men)可(ke)能(neng)就(jiu)是(shi)您(nin)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)全(quan)部(bu)（這種方法還有降低噪聲的額外好處）。

優點和缺點

如ru果guo您nin有you閱yue讀du我wo的de文wen章zhang的de習xi慣guan，您nin可ke能neng會hui知zhi道dao我wo對dui基ji於yu電dian感gan器qi的de開kai關guan穩wen壓ya器qi有you著zhe不bu可ke阻zu擋dang的de偏pian見jian
，因yin此ci我wo的de直zhi覺jiao是shi宣xuan布bu電dian荷he泵beng穩wen壓ya器qi普pu遍bian優you越yue。然ran而er，這zhe完wan美mei地di證zheng明ming了le當dang我wo們men的de結jie論lun基ji於yu偏pian見jian
、恐懼或反複無常而不是合理的推理時，人類是多麼荒謬。電荷泵方法在某些應用中很有用，但在許多（或大多數
？）情況下，基於電感器的開關更可取。

優點

一般來說，電荷泵穩壓器比等效的基於電感器的穩壓器更小、更簡單且更便宜。這份好處清單可能看起來不是很長，但請記住，規模、上市時間和成本是當今工程界的重要因素，有時甚至是至關重要的因素。

缺點

電荷泵穩壓器無法提供與基於電感器的穩壓器一樣大的輸出電流。我不確定如何準確地對此進行量化，但對於需要超過 50–100 mA 電流的負載
，基於電感器的開關似乎是。此外，在某些應用中（尤其是那些需要高輸出電流的應用）
，電荷泵穩壓器的效率將低於基於等效電感器的電路的效率（盡管優於 LDO）。

噪音

兩liang種zhong類lei型xing的de開kai關guan穩wen壓ya器qi都dou比bi線xian性xing穩wen壓ya器qi噪zao聲sheng大da。但dan是shi一yi個ge比bi另ling一yi個ge更geng好hao嗎ma？我wo的de猜cai測ce是shi這zhe個ge問wen題ti沒mei有you明ming確que的de答da案an
，僅jin僅jin是shi因yin為wei影ying響xiang噪zao音yin的de其qi他ta因yin素su太tai多duo了le。然ran而er

，我wo有you一yi種zhong感gan覺jiao

，基ji於yu電dian感gan器qi的de穩wen壓ya器qi往wang往wang更geng差cha
，至zhi少shao在zai輻fu射she噪zao聲sheng方fang麵mian是shi這zhe樣yang
，因yin為wei電dian感gan器qi更geng像xiang是shi天tian線xian（除非它被屏蔽
，但屏蔽電感器更昂貴）。如果您有關於電荷泵開關器與基於電感器的開關器的噪聲性能的任何信息，請在評論中告訴我們。

結論

我想介紹這個主題
，因為我近設計了一個 5 V 至 ±5 V 電荷泵電源電路，它可以作為子係統合並到您的下一個模擬或混合信號項目中。我使用了 Linear Tech/Analog Devices 的 LTC3265：

圖表取自LTC3265數據表。

我們將在以後的文章中查看原理圖和 PCB，我還將提供性能評估
，以便您了解此類電路的功能。

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