在DC-DC轉換器中，Charge Pump是個將輸入電壓產生低功率負壓及倍壓輸出的一個架構，一般輸出電流最高到150mA...
在DC-DC轉換器中，Charge Pump是個將輸入電壓產生低功率負壓及倍壓輸出的一個架構，一般輸出電流最高到150mA。
此類轉換器將能量儲存在電容上然後轉移到輸出，而不是利用電感儲能方式，故在有線路板子面積及零件高度的限制時，此種不須電感的設計在低功率輔助電源上是佔有優勢的。
Charge pump是非常容易使用的，但是在降低電容大小及達到最佳輸出電流的使用技術下，也會在輸入電源上產生雜訊及漣波，因為在輸入電源上產生雜訊，在一些缺乏電源雜訊抑制的應用如由石英所動作的振盪器，電壓控制的振盪器(VCOs)及其他對電源靈敏線路上會產生問題。
首先，探討採用charge pump產生負壓輸出，在此簡單的範本中(圖1)，由2相脈波訊號以50﹪工作週期所控制，在SW1A及SW1B關閉時由VIN對pump電容(充電轉移零件)充電，此時SW2A及SW2B是打開的，等到下一個脈波週期時，SW2A及SW2B連接pump電容到輸出電容，由此來產生負壓輸出。
接下來利用charge pump產生倍壓器(圖2)，跟前面一樣，由2相50﹪工作週期脈波訊號所控制，pump電容仍是扮演充電轉移零件，藉由SW2A及SW2B閉合時由 VIN來充電(此時SW1A及SW1B是打開的)，在下一個脈波週期時，將SW1A及SW1B閉合時連接pump電容到輸出電容產生+2VIN輸出。輸入及輸出漣波由快速充電及放電的pump電容所造成，以MAX665 charge pump負壓線路(圖3)產生-5V到51Ω負載，造成輸入漣波產生(圖4)，漣波由大電流、低頻所產生，MAX665很容易測量得知。
為了降低漣波影響，必須隔離周遭線路漣波，為了得到charge pump最佳轉換效率，必須將等效串聯阻抗(ESR)降至最低且確保輸入、輸出及pump電容愈靠近愈好(參考規則書建議)，以下探討降低漣波效應4個做法。
並聯較多電容使整體輸入電容等效串聯阻抗(ESR)降低，若並聯N個獨立電容則降低輸入漣波為原來的1/N，不過此種作法在成本及板子空間並不佔有優勢。
另外一種作法，加個LC濾波器在輸入電源端，此增加的濾波器可防止漣波從輸入電源路徑傳遞到周遭線路上。在二階的濾波器中，LC網路所需零件數目很少，輸入電源及charge pump之間的很小串聯電感值只產生很小的壓降。此漣波頻率等於charge pump頻率1/2(FCLOCK/2)，二階濾波器衰減為40dB/decade，所以理想濾波器頻率應為(詳細公式請見新通訊47期1月號第111 頁)，當CFILTER=CIN.。
此電感須能承受1.5倍輸出電流仍不至於飽和，若為臨界阻尼(critical damping)時(沒有超越波形)，
(詳細公式請見新通訊47期1月號第111頁)
此濾波器須為臨界阻尼或接近的方法，來源及負載阻抗為低阻抗，臨界阻尼並不是此線路運作的要素，在轉折衰減點若有一些超越波形(peaking)，此濾波功能仍保持有效，一個10uF濾波電容及10uH濾波電感提供-3dB 15.9KHz頻率及1Ω臨界來源阻抗。圖6表示圖5線路在不同阻尼比率的增益響應，圖7表示其較低的漣波(相對於圖3的線路及圖４輸入漣波波形)。
在charge pump輸入端加低壓降線性穩壓器(LDO)實用線路(圖8)來防止漣波影響周遭系統。輸入LDO與小電容可扮演主動LC濾波器：300mA MAX8860 LDO(有uMax包裝)需要2.2uF輸入及輸出電容；120mA MAX8863-64(有SOT23包裝)則需要1uF電容，LDO必須能夠供應至少2倍charge pump輸出電流。然而，比較此方法與等效主動濾波器，選擇LDO可提供較多電流推動，且兼顧成本及效能(考量板子面積及衰減)。
增加RC在輸入電源端上使其如一階LC濾波器效應，此RC輸入作法並不鼓勵，為了降低效率損失，RFILTER阻抗要非常低(小於5Ω)，故 CFILTER須非常大。圖10表示圖9線路加上RC濾波器在輸入端的響應，此線路為MAX665搭配100uF提供-5V輸出在5Ω的負載上。
如果輸入電源為電池，則電池有效的儲能電容可當作CFILTER，因為CFILTER需要很大的電容值，故電池在降低漣波效應的濾波是非常有用的，可由以下範例來幫助了解，一個800mAH鋰電池的電容量可由以下推導得之：
，當I=800Ma，T=3600s(1Hr)，and V=3.4V.
C=847法拉及fFILTER=0.12mHz
假設漣波來源阻抗為1Ω時，電池接觸阻抗及內部等效阻抗(總和大約100mΩ)限制最大衰減到21dB。真實的電池是更複雜的，主要大部份容量由內部等效串聯阻抗、內部等效串聯電感及寄生電容所影響，在實行上需要增加電容靠近RFILTER ，使其在電池與外部接觸點上提供超過250KHz高頻的協助及低等效串聯阻抗(小於50mΩ)，此增加CFILTER一般常用的值為470nF。圖10為以MAX665線路為範例所測量的輸入電壓及電流波形，圖11為增加CFILTER到1500uF，使輸入電壓及電流漣波降低的響應。
以上所列的一些方法都是為了要降低charge pump所造成輸入電源漣波的影響。規格書建議增加LC濾波器在輸入電容上，舉例來說，方法2提供了最小整體轉換效率影響，同時在防止周遭線路電壓漣波影響(圖7)又是最有效的。在有電池的系統上，加上電阻(方法4)也是非常實用的替代方法，只佔很小面積。此電阻在沒有電池的應用但有大的儲能電容(超過 50uF)也是合適，可由圖11來模擬電池應用的結果。