當(dāng)電池電壓低于應(yīng)用所需的電壓的時候，Boost轉(zhuǎn)換器就是最佳的選擇。

立锜的Boost轉(zhuǎn)換器是從RT9261開始發(fā)展起來的，其應(yīng)用電路極其簡單，首先被使用在以普通的堿性電池作為電源的傳呼機上。RT9261現(xiàn)在已經(jīng)沒有生產(chǎn)了，但能力比它高的RT9261B仍然在供應(yīng)市場。

緊隨著RT9261上市的產(chǎn)品是RT9262，它被分為兩個型號。一個是Boost和電壓檢測器的組合（RT9262A），一個是Boost和LDO的組合（RT9262），但其設(shè)計卻是同一個，只是封裝的引線不同而已。RT9262A曾在MP3和數(shù)碼相機市場上占據(jù)過極高的市場分額，RT9262的使用機會就要少一些，因為它的輸出兩種電壓的能力在當(dāng)時市場上的應(yīng)用機會并不太多，但兩者組合構(gòu)成的RT9267曾在日本數(shù)碼相機廠商的應(yīng)用中發(fā)揮過巨大作用。由RT9262A構(gòu)成的正/負(fù)電壓發(fā)生器曾經(jīng)作為便攜式DVD的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計風(fēng)靡全球，其設(shè)計是我還在深圳華強北的新世紀(jì)酒店上班時做的，那時我進(jìn)入立锜工作還不到兩個月，此方案被后來進(jìn)入市場的多數(shù)廠家沿用。

現(xiàn)在已經(jīng)不能在立锜的官網(wǎng)上找到RT9262/A的規(guī)格書了，這說明它已經(jīng)退出市場，但是立锜還有很多其他的Boost轉(zhuǎn)換器可供使用，例如RT9266就是非常經(jīng)典的一款，它在最輝煌的時候曾經(jīng)滿足過很多MP3和數(shù)碼相機的需求，最多的每臺機子可以用6顆，升壓、降壓、正壓、負(fù)壓全靠它，牛X的不得了，因此市場上也曾經(jīng)出現(xiàn)過很多它的替代品，但是全都不如它做得好。今天做數(shù)碼相機的用戶已經(jīng)不需要全用RT9266了，因為立锜有很多專用的PMIC可以滿足需求，設(shè)計應(yīng)用起來已經(jīng)輕松多了。

作為標(biāo)準(zhǔn)的Boost轉(zhuǎn)換器，RT9262的工作啟動電壓可以低于1V，可以在單節(jié)堿性電池供電的應(yīng)用中使用。所以，當(dāng)有一天某個客戶需要從單節(jié)堿性電池得到12V輸出的時候，我能想到的仍然是它，但卻遇到了問題。

Boost電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

它能把輸入電壓升高到多少是和其最大占空比有關(guān)的，它們之間的關(guān)系如下：

其中的D為占空比，是開關(guān)SW在一個周期里的導(dǎo)通時間所占的比例。

由于RT9262已經(jīng)沒有規(guī)格書可以參考了，我們拿RT9266來代替它說事。查閱RT9266的規(guī)格書，我們可以看到它的最大占空比數(shù)據(jù)如下面截圖中紅色框中所示：

其典型值為95%，最小值為85%。由于所有的設(shè)計都要考慮到最壞的情況，所以我們按85%也就是0.85來進(jìn)行計算：

即：VOUT=6.666......xVIN

當(dāng)電池電壓為1V（VIN）時，VOUT=6.666......V。也就是說在電池電量即將耗盡時，直接使用RT9266來完成這一轉(zhuǎn)換能夠得到的最高輸入電壓將低于6.7V，這離12V的輸出電壓目標(biāo)還很遠(yuǎn)。實際上，即使輸入電壓為1.5V時也不能得到12V輸出。

怎么辦？第一次遇到這個問題的我找到公司里的同事，他們給我推薦了電荷泵電路，這讓我的難題得到了解決。

電荷泵 = 電荷 + 泵。

在我們能夠見到的現(xiàn)實中，泵的作用通常是將低處的水抽送到高處去。

上面提到的Boost電路其實也是一種泵，它利用電感的儲能作用將電能先儲存起來（以磁場的形式，表現(xiàn)為電流），然后再釋放到輸出端，輸出電壓就得到提升了。

與Boost電路利用電感儲能不同，電荷泵利用電容儲存電荷的能力來進(jìn)行電能的抽送，同樣也能達(dá)成電壓提升的效果。只要電路中有電壓不斷變化的節(jié)點存在，我們就可以利用它來實現(xiàn)電荷泵功能。Boost電路中的電壓不斷變化的節(jié)點是開關(guān)節(jié)點，這正是我們可以利用的地方，下面的原理圖給出了基本的實現(xiàn)方法：

上圖中，黑色部分是原有的Boost電路，紅色部分是新加入的電荷泵電路。

Boost電路工作時，SW有兩種狀態(tài)：導(dǎo)通和截止。當(dāng)SW導(dǎo)通時，節(jié)點LX與地導(dǎo)通，其電壓為0。當(dāng)SW截止時，LX的電壓等于輸出電壓VOUT。（為了簡化分析，我們在這里將二極管當(dāng)作是理想的開關(guān)，其它元件也一律理想化。）

當(dāng)SW導(dǎo)通使LX電壓為0時，電荷從VOUT經(jīng)二極管D1灌入泵電容CP使其電壓為VOUT。

當(dāng)SW截止使LX電壓等于VOUT時，泵電容CP的參考電壓升高了VOUT，由于電容兩端電壓差不會突變，其上端電壓會在其參考電壓升高以后升高同樣的數(shù)值，所以其上端的電壓就變成了VOUT的2倍。只要此時C2上的電壓低于2*VOUT，就會有電荷經(jīng)二極管D2灌入電容C2，并最終使C2上的電壓也等于2*VOUT，這樣就得到了VOUT的2倍電壓的輸出。

當(dāng)SW再次導(dǎo)通時，前面所述的VOUT灌入CP的過程還會繼續(xù)發(fā)生，二極管D2卻因反偏置而截止，C2上的2VOUT電壓得以維持。如果C2上帶了負(fù)載，它在這段時間內(nèi)的電壓會因為放電而下降，但是只要C2足夠大，它在每一次SW截止時得到的能量補充足夠多，C2上的電壓下降就可以被限制在一定的范圍內(nèi)而可以被接受。通過考慮這里面的平衡關(guān)系，我們就可以在設(shè)計時確定電容CP和C2的大小。

實際上，如果D1不是被連接在VOUT上而是連接在其它電壓源上，我們就可以通過這樣的方法得到不是2倍關(guān)系的電壓輸出，這便是更靈活的應(yīng)用了。

通過在D1或D2通道上串聯(lián)多只二極管或是穩(wěn)壓管也可以得到低于2倍壓的輸出，設(shè)計者可以在實際的應(yīng)用中靈活選擇。

通過將泵電路進(jìn)行疊加，我們可以很容易地得到3倍壓、4倍壓等等輸出。

通過類似的方法，我們也可以用泵電路得到負(fù)壓輸出，這里就不給出具體的電路了，希望好學(xué)的你能自己思考一下要如何實現(xiàn)。如果你遇到了困難或是想知道自己的設(shè)計是否是對的，你可以點擊文末的閱讀原文，與之連接的RT9266的規(guī)格書中有相關(guān)的電路可以參考。

當(dāng)然啦，我們和你之間的溝通渠道總是敞開的，你可以給我們發(fā)送信息，和我們交流。本文之所以會出現(xiàn)，就是因為有微信朋友發(fā)信息來交流之后才會寫的。這樣做的目的只有一個，讓更多的朋友掌握一種新的設(shè)計思路，可以在自己需要時拿來使用，解決自己在實際工作中遇到的問題。