芯片的功耗小为它搭建电路不值得，人们把升压系统做到了芯片内部

#单片机      有这样一类单片机芯片，它的供电电压是5伏，但它还需要10伏或者更多电压的参与，给它搭建独立的升压电路是可以的，但是这需要增加很多器件和成本。

如果是电池供电的产品，用这种升压方式显然是不合适的，因为芯片的功耗很小，不值当的，我们单独为它搭建这些电路，所以人们把升压系统做到了芯片内部，这样我们给它输入5伏，它自身就可以把电源升到10伏，就不需要我们外部给它搭建升压电路了。

那么它内部采用的是什么升压方式呢？是不是把BOOST升压方案集成到了芯片里面呢？肯定不是啊，因为在集成电路内部无法做大容量的电感和电容，集成电路内部升压一般都采用了电荷泵电路，电荷泵这个概念最近几年非常火爆，它听起来也非常高端，但它的原理却非常简单。

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它的优点是效率高，电路很简单，尺寸小，所以，在芯片内部一般都使用电荷泵升压，接下来说一下电荷泵是如何实现升压的，这是一个简易的电荷泵电路，当我们闭合红色开关时，电容C1首先被电源充电到5伏，极性为上正下负。

接下来我们闭合开关，此时电流这样流，电源和电容CE相当于串联关系，因为它们的极性一样，这样电压就会叠加，E点电压就能变为10V，这就是电荷泵升压的原理，但问题是谁去控制开关？

如果是人为在控制这些开关，显然是不可行的，鉴于此，在1976年，迪克森提出了第一个理想的电荷泵模型，这是一个最简单的迪克森电荷泵，很多芯片内部采用的就是类似这种的电荷泵升压，它的a点输入的是脉冲信号。

波形是这样的，在5伏和0伏之间来回切换的切换频率很快，一秒钟可达上万次甚至上百万次。

这两个电容的作用也是不一样的，C1是电荷泵升压电容，而C0是输出电容，接下来说一下它到底是如何把电压升上去的。

第一阶段，当脉冲信号为0伏时，电源给C1和C0充电到5伏。

第二阶段，当脉冲信号为5伏时，脉冲信号和电容C1是串联关系，这个脉冲电压和电容的电压会叠加在一起，相当于两节5伏电池串联在一起，它们串联的总电压是10伏，但此时输出电容的电压只有5伏，所以这两个电容会发生电荷共享。

如果忽略二极管的压降，它们在这一阶段的电压最终会降到7.5伏，这就跟两个水桶一样，把两个水位不等的水桶连在一起，最终它们的水位会保持一致。

第三阶段，脉冲信号又降到0伏，这时C1上的电压降到了2.5伏，因为之前是7.5伏，现在脉冲信号的5伏降到0伏，所以电容C1也要相应的减去5伏，就变成了2.5伏。

因为电源是5伏供电的，电流通过二极管会瞬间又给C1充电到5伏，虽然C1上的电压为5伏，但C0还会维持7.5伏不变，此时不能电荷共享，这是因为有二极管的存在，电流只能从C1流向C0，而不能返乡流动。

第四阶段，脉冲信号又上升到5伏，C1上的电压再一次被抬升到10伏，然后C1和C0继续电荷共享，共享之后的电压变为8.8伏，以此往复，输出电压将变为10伏，但是有一个前提，那就是负载耗电的速度必须小于电容的充电速度，不然电压永远升不上去。

还有就是这个输出电容C0的作用是什么呢？C1储存的能量有限，接负载的话，电压很快就下去了，很难维持电压恒定，而如果加上这个输出电容，C0便能存储更多的能量，这样输出的电压会更加稳定。

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如果你想升压更多倍数的话，也是非常简单的，继续用类似的套路就可以了，最后说两个整合了电荷泵电路的芯片，第一个是eepprom芯片，例如AT24C02，它的供电电压为5伏，但是在它存储数据的时候需要12伏，所以在它的内部就继承了电荷泵电路。

第二个是RS232电压转换芯片，它的输入电压也是5伏，但由于它内部集成了电荷泵，它能产生10伏或者负10伏的电压，你还知道哪些芯片内部集成了电荷泵呢？欢迎在评论区留言，好了，这期到这里就结束了，如果您喜欢这个分享，记得帮我点个赞。

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最后

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