现代设计中电源子系统的创建（上）

泵

另一种 DC/DC 转换器是电荷泵，它可以通过切换电容器充电输入电压上的一个电容器，实现输入电压的反相、翻倍或三倍。然后将该电容器切换到输入电压上，形成一个倍压器。此外，还可以将电容器正极连接到输入公共端，制造一个电压反相器。经典的电荷泵是Intersil在上世纪80年代推出的ICL7660。其它这样的器件有Catalyst Semiconductor的CAT3636，它采用一种新颖的方法，实现了非整数电压步进，例如1V, 1.33V, 1.5V和2V。这种方法可以在手持系统应用中实现高达92%的效率。这一效率可与普通电感升压转换器相比，尤其是很多制造商为电感升压转换器规定的效率数字是基于使用体积过大的电感。

由于电容器天生就会限制该部件能够提供的电流量，散热问题很少出现在电荷泵中。但它们也有一些缺点，包括稳压效果差。除非使用一个后置线性稳压器，否则输出会随输入而变化。Maxim 用后置稳压电荷泵解决了这个问题。电荷泵的开关频率和噪声远小于开关转换器，但噪声仍可能进入信号链。

另一类型稳压器就是开关稳压器，它采用一种晶体管开关和电感或变压器来改变直流输入电压。图 2a 显示一个降压开关稳压器，它一步一步降低电压的工作原理像一台水车(图 2b)。该装置的旋转速率就类似于流经电感的电流。与电感一样，水车不能突然停止或启动。图中可以揭示

出一些事实，即为什么工程师们经常将二极管叫做“继流”。当阀门关闭时，水车的惯性创造出强大的吸力。水车需要水来维持运转，止回阀提供这种功能。

升压转换器也采用与水车相同的方式(图 3)。很多工程师都处理不好磁电路，因为它们的高电抗意味着电流不能像在电阻器中那样跟随电压而变化。对降压和升压转换器的直观认识有助于理解更复杂的结构，如 Cuk、升压/降压和 SEPIC。转换器也可以用变压器来建立隔离输出(图 4)。回扫转换器与正向转换器的区别只是输出二极管的极性不同，它将变压器用作一个扼流圈。当开关闭合和初级电流增加时，它们在磁场中存储能量。当开关打开时，磁场中的能量通过次级泄放。设计者都青睐回扫转换器，因为它们成本低，并且能够实现多个输出，所有输出都能有相互间的良好跟随特性。