电荷泵是一种转换器，在过去的十年里，电荷泵得到了广泛运用，从未调整单输出IC到带多输出电压的调整IC。为增进大家对电荷泵的认识，本文将对电荷泵的工作过程以及电荷泵极性控制予以介绍。如果你对电荷泵具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。
一、电荷泵工作过程
电荷泵是一种直流-直流转换器，利用电容器为储能元件，多半用来产生比输入电压大的输出电压，或是产生负的输出电压。电荷泵电路的电效率很高，约为90-95%，而电路也相当的简单。
电荷泵利用一些开关元件来控制连接到电容器的电压。例如，可以配合二阶段的循环，用较低的输入电压产生较高的脉冲电压输出。在循环的第一阶段，电容器连接到电源端，因此充电到和电源相同的电压，在第一阶段会调整电路组态，使电容和电源电压串联。若不考虑漏电流的效应，也假设没有负载，其输出电压会是输入电压的两倍(原始的电源电压加上电容器两端的电压)。较高输出电压的脉冲特性可以用输出的滤波电容器来滤波。
3种电荷泵的工作过程均为：首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。开关式调整器升压泵采用电感器来贮存能量，而电容式电荷泵采用电容器来贮存能量。
电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升，采用电容器来贮存能量。因工作于较高频率，可使用小型陶瓷电容器(1μF)，占用空间最小，使用成本较低。电荷泵仅用外部电容器即可提供±2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的等效串联电阻(ESR)和内部开关晶体管的RDS(ON)。电荷泵转换器不使用电感器，因此其辐射EMI可以忽略。输入端噪声可用一只小型电容器滤除。它的输出电压是工厂生产时精密预置的，可通过后端片上线性调整器调整，因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的活动空间。电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计，是一个基准、比较、转换和控制电路组成的系统。
二、如何控制电荷泵的极性
一般来说，电荷泵的极性可以通过改变其输入和输出之间的电流方向来设置。这些电流方向可以通过使用不同类型的半导体材料和构造类型进行控制。以下是一些设置电荷泵极性的方法：
1. 使用反向输入
在电荷泵的输入端，安装一个反向二极管。这将会使得电流的方向反转，因此电荷泵的输出极性也会相应地反转。这种方法适用于在电路中使用已有的电荷泵，但需要更改其输出极性的情况。
2. 更改元件的构造类型
电荷泵的构造类型可以通过使用不同类型的元件来进行更改，从而更改其极性。例如，如果电荷泵中使用了P型半导体材料，则可以通过更换为N型半导体材料来制造一个固定的正向电荷泵，或者通过更换为P型半导体材料来制造一个固定的反向电荷泵。
3. 修改电荷泵电路
通过更改电荷泵电路的构造，可以实现对其极性的控制。例如，在电荷泵的输出端添加一个反向偏置，并相应地调整输入电容器的电容值，可以使电荷泵的输出保持正向偏置。同样地，通过添加正向偏置并调整输入电容器的电容值，可以使电荷泵的输出保持反向偏置。
总的来说，在设置电荷泵极性时，应该根据具体情况选择最适合的方法。这种选择应该考虑所需的输出电压、电荷泵的制造成本和复杂性，以及在操作和维护电荷泵时所需的电路保护措施。有了正确的电荷泵设置，可以实现高效、稳定的电路性能，从而提高设备的运行效率和可靠性。
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