原创 电荷泵电路

  前面在分析NMOS管的时候，用来做高边的时候，需要有电荷泵，对这个一直不算太了解，找了一些资料，也算是整理一下。
用处：
  

  参考资料：
  Redox 的电荷泵扫盲篇介绍了一些基本知识
  在google上找到了《Charge pump circuit design》，觉得非常不错，不过是设计集成电路，对我们了解来说可能太过麻烦了。在维库上找到一些文章，把链接做在这里：电荷泵基本原理，电荷泵工作原理分析 电荷泵的效率 负电压泵的工作原理
   最简单的电压泵如下：
  
2倍压结构
  　
开关信号的占空比为50％时，能产生最佳的电荷转移效率。
充电阶段：S1和S4闭合，S2和S3打开，此时输入电压V_IN对C.F充电，CF两端的电压为V_IN。
转移阶段：S1和S4打开，S2和S3闭合，此时输入电压V_IN与C.F串联对C.OUT充电，如此在C.OUT端的输出电压即为两倍的输入电压。
充电阶段：(CF x VIN)  =Q1
转移阶段：(Vout-VIN) x CF =Q2
运算：CF x VIN= (Vout-VIN) x CF
结果：VOUT=2VIN 【Duty Cycle=50% 】


1.5倍压结构
 

开关信号的占空比通常为50％时，可产生最佳的电荷转移效率。   
充电阶段：S1、S4和S7闭合，S2、S3、S5和S6打开，此时输入电压V_IN对CF1和CF2充电，如此在电容两端的电压均分别为V_IN／2。
转移阶段：S1、S4和S7打开，S2、S3、S5和S6闭合，此时CF1和CF2，为并联再与输入电压V_IN串联，然后对Cout充电，如此在Cout端的输出电压即为1．5倍压的输入电压。


3倍压结构


开关信号的占空比通常为50％时，可产生最佳的电荷转移效率。
　　充电阶段：S2,S3,S5和S6闭合，S1,S4和S7打开，此时输入电压V_IN对CF1和CF2充电，如此在电容两端的电压均分别为V_IN。

　　转移阶段：S2,S3,S5和S6打开，S1,S4和S7闭合，此时CF1和CF2，与输入电压V_IN串联，然后对Cout充电，如此在Cout端的输出电压即为3倍压的输入电压。
另外一种实现形式（以二极管为开关）：


负压结构

　　充电阶段：S1和S2闭合，S3和S4打开，此时输入电压V_IN对CF充电，如此在电容CF两端的电压为V_IN。
　　转移阶段：S1和S2打开，S3和S4闭合，此时CF对COUT充电，在COUT端的输出电压即为负的输入电压，而输入端对输出端而言即可获得两倍的电压差,开关信号的占空比通常为50％。

按照书上的说法，主要基础就是分两类：
Cockcroft-Walton High voltage Charge Pump

Dickson Charge Pump
　　

评估性能的话，可参考这个文档，暂且不表，以后如有需要再深究。