電荷泵基于一個(gè)物理學(xué)的基本原理：在閉合電路中來回流動(dòng)的電荷不會(huì)消失。

下面我們講一下電荷泵升壓的基本原理：

假如你用一個(gè) 9V 的電池給電容充電，那么電容兩端的電壓就是 9V。然后你拿另一個(gè)電容也同樣充電到 9V。 然后你把這兩個(gè)電容串聯(lián)起來，你就得到了一個(gè) 18V 的電壓。

上面就是電荷泵工作的基本原理：取兩個(gè)電容器，分別給它們充電，然后將它們串聯(lián)起來。

在實(shí)際工作的印制電路板（PCB）中我們沒法用手去移動(dòng)電容，即使真的能移動(dòng)電容，雇一個(gè)人在每塊電路板旁邊移動(dòng)電容也是不現(xiàn)實(shí)的。我們可以設(shè)計(jì)一種電路來模擬這種移動(dòng)電容使之串聯(lián)起來的過程。電路原理圖如下：

電荷泵倍壓原理圖

圖中 S1和 S2 是 7*7 六腳按鍵開關(guān)的不同引腳，按下后2-1，5-4 導(dǎo)通，抬起時(shí)2-3，5-6導(dǎo)通。這樣就可以實(shí)現(xiàn)：按下后給 C2 充電，抬起時(shí)給 C1 充電。

按鍵開關(guān) 7x7插件無鎖 藍(lán)白黑

下圖是筆者組裝好后的電路：

電荷泵倍壓電路

左邊是輸入，右邊是輸出，在此我們使用10V 的直流電壓作為輸入。示波器接地夾子接到右邊輸出的“輸出地”上，示波器探頭接到右邊的“輸出正”上。

第一次上電，未按下開關(guān)，此時(shí)C1充電，示波器顯示，平均值 9.2V, 接近電源電壓：

上電后輸出電壓接近輸入電壓

按下開關(guān)后，C2 充電，電壓升高至19.6V, 約為兩倍輸入電壓:

按下開關(guān)后輸出電壓為輸入電壓的兩倍

但是這個(gè)電路有一個(gè)問題，就是接入負(fù)載后，輸出電壓會(huì)緩慢下降，我們接入 10k 的電阻來模擬接入負(fù)載的情況，下面是接入負(fù)載后的波形圖：

接入負(fù)載后輸出電壓緩慢下降

那是因?yàn)殡娙荽鎯?chǔ)的電量有限，被負(fù)載慢慢消耗掉了。 為了維持輸出電壓，我們可以快速地按動(dòng)按鍵開關(guān)來反復(fù)地給電容充電來維持這個(gè)電壓，這個(gè)動(dòng)作實(shí)在是太累人了。當(dāng)然，我們可以訓(xùn)練一只猴子讓它在那兒一直按開關(guān)。但這也不是解決辦法，每個(gè)電路板配一只猴子也未免太貴了了。我們有更好的解決辦法，我們下回再講。