【导读】本文缭绕电源治理技巧，先容一种天生中间总线电压的替换要领，即采用年夜功率电荷泵代替降压型稳压器。相较在基在电感器的降压调治方式，利用电荷泵可实现更高的转换效率。本文重点论述应用电荷泵技能举行电压转换的诸多益处。

弁言

于传统的电源体系中，降压型稳压器凡是用在将较高电压转换为较低电压。然而，当需要未经调治的中间电压轨时，电荷泵这一种替换技能可派上用处。它无需电感器元件，不仅能实现更高的转换效率，还有能节省成本。

使用电荷泵天生中间电压轨

中间电压轨于电源架构中饰演着要害脚色。它使患上额定电压较低的电源转换器IC患上以运用，而且能让降压稳压器实现更高效的电压转换阶段。与直接从很是高的电源电压举行电压转换比拟，降压稳压器于这类环境下可以或许以更有益的占空比运行。图1展示了一个12 V电源电压的电源架构，此中天生了一个6 V的中间电压。鉴在中间电压轨其实不直接为体系所用，是以无需举行稳压调治。相反，各自的第二级电源转换阶段会使用负载点降压稳压器，将中间电压轨的电压转换为体系所需的电源电压。

图1.于12 V体系中利用6 V的中间电压。

为了天生中间总线电压，可采用配备电感器的降压式开关模式稳压器（降压型稳压器），其转换效率可达约为90%。电荷泵技能则提供了一种高效的替换方案。

LTC7825电荷泵转换器实现了精彩的效率。于从12 V转换为6 V的历程中，当负载电流为5 A(30 W)时，其效率到达97.5%；当负载电流为10 A(60 W)时，其效率靠近96%。

之以是可以或许到达云云高的效率，患上益在集成电荷泵开关所用的周详节制体系。这类设计方案还有实现了精彩的电磁兼容性(EMC)。

图2.利用电荷泵天生中间总线电压的简化电路图。

图2展示了电荷泵电路的简化电路图。该电路的运行无需依靠节制环路。其输出电压不变于6V，与12V的输入电压慎密相干，且始终维持于输入电压的一半。这类无节制环路、自由运行的电压转换技能，不仅实现了极高的效率，还有具有低EMC特征。此外，该电路还有具有一个显著上风，即无需利用电感器。要知道，于高负载电流环境下，电感器不仅体积重大，并且成本昂扬。

图3是于ADI公司的仿真步伐LTspice®中搭建的采用LTC7825的电荷泵电路。这款精彩的软件东西可以或许对于电荷泵拓扑布局举行精准仿真，帮忙利用者深切洞悉这种电路的特征与局限的地方。

图3.利用LTspice对于LTC7825电路举行研究。

只管电荷泵于传统运用中重要用在低功率场景，但借助LTC7825如许的新型器件，电荷泵可以或许合用在更高功率的事情情况，功率上限可达100 W。而劈面临更高的功率需求时，LTC7820可以作为一款配备外部开关的节制器投入利用。

结论

假如电压转换无需切确稳压且输出电压应为现有电源电压的一半，电荷泵电路不仅可以提供更高的效率及精彩的电磁兼容性，还有能省去对于电感器的需求。

作者简介

Frederik Dostal是一位拥有20多年行业经验的电源治理专家。他曾经就读在德国埃尔兰根年夜学微电子学专业，并在2001年插手National Semiconductor公司，担当现场运用工程师，帮忙客户于项目中实行电源治理解决方案，进而堆集了不少经验。于此时期，他还有于美国亚利桑那州凤凰城事情了4年，担当运用工程师，卖力开关电源产物。他在2009年插手ADI公司，前后担当多个产物线及欧洲技能撑持职位，具有广泛的设计及运用常识，今朝担当电源治理专家。Frederik于ADI的德国慕尼黑分公司事情。