眾所周知，由于電荷泵中的電容器完成了大部分工作，因此第二級的降壓電路可以大大減小輸出濾波電感器的尺寸。

同時，降低了第二級的輸入電壓，并且可以使用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS技術(shù)。

低壓開關(guān)管制作完成。

電荷泵是“開關(guān)電容器技術(shù)”的許多應(yīng)用之一。

使用開關(guān)電容器充電和放電的不同連接模式，可以使用一個非常簡單的電路來實現(xiàn)DC / DC轉(zhuǎn)換器的功能，例如升壓，降壓和負(fù)電壓。

如圖所示，這是最簡單的電荷泵電源，用于實現(xiàn)1/2降壓功能。

與基于電感器的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器相比，電荷泵體積小，并且沒有電感器和變壓器帶來的磁場和EMI干擾。

而且，特別是在集成電路中，與電感器和變壓器相比，電容器更容易與芯片相互作用。

集成，因此電荷泵被廣泛使用。

然而，使用電容性電荷交換對放電電容器充電的傳統(tǒng)電容性功率轉(zhuǎn)換將遭受巨大的損失。

例如，一個電壓為V的電容器C為另一個電壓為0且容量為C的電容器充電。

在充電之前，兩個電容器的能量之和就是第一個電容器的能量1/2 * C * V ^ 2;充電后，電荷會重新分配，兩個電容器的電壓均為1/2 * V。

總能量為1/4 * C * V ^ 2。

能量損失了一半。

電容式功率轉(zhuǎn)換會造成巨大的損失。

進(jìn)一步的分析表明，即使在理想開關(guān)的情況下，它們也都是有損耗的，并且損耗與兩個電容器之間的開關(guān)的導(dǎo)通電阻無關(guān)。

該損失稱為“電荷重新分配損失”，是“電荷重新分配損失”。

換句話說，只要兩個電容器在存在電壓差時進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，就會產(chǎn)生損耗。

類似于兩個具有不同水高的木制桶，在對兩個桶的水位進(jìn)行平均后，總水量沒有變化，但是水的勢能已經(jīng)改變。

有人可能會問，如果理想開關(guān)的導(dǎo)通電阻為0，怎么會有損耗？這種損失會流向何方？實際上，在最終分析中，這種損耗仍然是傳導(dǎo)損耗。

當(dāng)理想的開關(guān)導(dǎo)通電阻為0時，電阻兩端的電壓為0，導(dǎo)通電流為無限大。

零倍無窮大的結(jié)果是一個常數(shù)。

圖中顯示了由開關(guān)引起的能量損失。

上部顯示一個電壓源。

在電壓差的情況下，硬開關(guān)會導(dǎo)致?lián)p耗。

粉色是電壓源的電壓，它保持不變；淺藍(lán)色是充電電容器的電壓，該電壓逐漸建立。

右側(cè)顯示的綠線是充電電流。

粉紅電壓源電壓減去淺藍(lán)色電容器電壓即為開關(guān)兩端的電壓差，而電流乘積即為傳導(dǎo)損耗。