电荷泵电路的工作原理

在日常的电路DIY过程中，有时候会用到隔离电源。虽然需要的功率不大，但是单独再加个变压器确实有点浪费。于是就自行设计了一个简单的电荷泵电路，用来产生一个悬浮的电源。应用环境嘛，可以用到高端nmos管的驱动方面。以提高nmos管控制的可靠性。

一种电荷泵电路

电荷泵电路，属于DC-DC电路的范畴。全称叫做开关电容式电压变换器。在这里呢，用作提供一个悬空的电压。

工作原理其实挺简单的：

STC15F104W是我随手找的一个单片机，用于产生两路相位相反的驱动信号。

当电路上电后，设定A引脚先输出一个高电平，然后Q2就会导通，那么，C2上就会充上11.3V的电压，至于为什么是11.3V，因为有个D1的二极管存在压降，所以电压不能到12V。

A引脚输出高电平一段时间后，切换到低电平，然后再稍微延迟很短的时间后，B引脚输出高电平。此时Q3会导通，继而控制Q1也导通了。Q1导通的结果是把C3电容器经D2二极管串入到C2电容器的放电回路中。此时因为C2电位远高于C3（C3默认0V），那么C2就会对C3放电。相当于把C2上的电荷转移到了C3上。

其实到这里的时候，C3上已经有转移过来的电压了。且D点与GND是隔离状态。但是为了使得输出电压更大纯净，所以又增加了C1和D3。

当B引脚切换到低电平后，稍微延迟一段时间后，A引脚再次输出高电平，然后电路周而复始，最终在C点与D点间输出一个隔离后的电压。虽然功率并不大。但是用于驱动NMOS管足以了。

A引脚与B引脚驱动波形如下图所示：

A/B驱动波形

A与B之间有个E的时间段，这个时间段就是所谓的死区时间。用于防止Q2和Q1同时导通。不然的话，可就起不到隔离作用了。不仅起不到隔离作用，还会出现短路的情况。

审核编辑：汤梓红