负压电荷泵的工作原理
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
振荡器输出的脉冲直接控制模拟开关S1 及S2，此脉冲经反相器反相后控制
模拟开关S3 及S4。

当模拟开关S1、S2 闭合时，模拟开关S3、S4 断开;模拟开关S3、S4 闭合时，模拟开关S1、S2 断开。

当模拟开关S1、S2 闭合，模拟开关S3、S4 断开时，输入的正电压+UIN 向
C1 充电(上正下负)，C1 上的电压为+UIN;当模拟开关S3、S4 闭合，模拟开关
S1、S2 断开时，C1 向C2 放电(上正下负)，C2 上充的电压为-UIN，即
UOUT=-UIN。

当振荡器以较高的频率不断控制模拟开关S1、S2 及模拟开关
S3、S4 的闭合及断开时，在输出端可输出变换后的负电压(电压转换率可达99%左右)。

由如图1 所示的原理图分析可知，当时钟信号为高电平时，模拟开关S1、S2
同时导通，S3、S4 同时关断，UIN 对电容C1 进行充电，Ucl+=UIN-Utp-
Utn(Utp 为开关S1 的电压降，Utn 为开关S2 的电压降)，Ucl-=Utn;当时钟信号
为低电平时，S1、S2 关断，S3、S4 同时导通，C1 上存储的电荷通过S3、S4
传送到C2 上，由于C2 高电位端接地，故输出端电压为UOUT=-(UIN-Utp)。