1.电容充放电电路及其电压与电流波形 　　LED电荷泵驱动器也称为开关电容变换器，其基本原理是利用（陶瓷）电容器将能量从电池传输到并联的LED阵列。 　　电容是一种存储电荷或电能并按预先确定速度和时间放电的元件。如果用一个理想的电压源VG对电容进行充电（图1（a）），电容将依据Diract电流脉冲函数立即存储电荷（见图1（b））。电容存储的总电荷量为： （a）理想情况下的电容充电电路 （b）理想情况下的电容充咆电压和电流波形 图1 理想情况下的电容充电电路和充电电压与电流波形 　　

电容是存储电荷或电能，并按预先确定的速度和时间放电的器件。如果一个理想的电容以理想的电压源％进行充电，如图1（a）所示，则电容将依据Dirac电流脉冲函数立即存储电荷，如图1（b）所示。存储的｀总电荷数量按下式计算。 　　实际的电容具有等效串联阻抗（ESR）和等效串联电感（ESL），两者都不会影响到电容存储电能的能力。然而，它们对开关电容电压变换器的整体转换效率有很大的影响。实际电容充电的等效电路如图1（c）所示，其中Rs．是开关的电阻。ESL为实际的电容等效串联电感，则在电容的充电电流路

由Dickson电荷泵理论可以推广得到产生负电压的电荷泵电路，负压电荷泵的工作原理如图1所示。其基本原理与Dickson电荷泵是一致的，但是利用电容两端电压差不会跳变的特性，当电路保持充、放电状态时，电容两端的电压差将保持恒定。在这种情况下将原来的高电位端接地，就可得到负电压的输出。该电路实际上是一个由基准、比较、转换和控制电路组成的系统。具体而言，它由振荡器、反相器及四个模拟开关组成，并外接两个电容C1、C2从而构成电荷泵电压反转电路。 　　图1 负压电荷泵的工作原理　　振荡器输出的脉冲

摘要：本文以Dickson电荷泵的基本原理出发点，研究了一种将正电压输入转为负电压输出的开关电容电路。由于开关电容的充放电特点，为确定电容时间常数，采用非交叠（nonoverlapping）时钟控制信号避免了由于时钟交叠而造成的当电容充电还未完成即对下一级电容进行放电的现象。同时，参考功率MOSFET的电容模型通过增大驱动电路的电流减小了开关管的上升延时，提高了开关动作的速度，使转换效率得到明显提高。此电路结构简单，性能优良，易于集成，可广泛应用于输出负电压的电源产品中。 　　1引言 　　电