电荷泵（Charge Pump）是一种电路拓扑结构，用于将电压升高或降低，而无需使用传统的变压器。它的基本原理是通过周期性开关元件（通常是晶体管）来将电荷从一个电容器传输到另一个电容器，从而改变电压。电荷泵通常用于电源管理电路中，以生成所需的电压，例如DC-DC转换器或电源逆变器。

以下是电荷泵的基本工作原理：

1. 电容充电：电荷泵的初始状态是两个电容器，一个被称为输入电容器，另一个被称为输出电容器，都处于充电状态。通常，输入电容器的电压较低，而输出电容器的电压较高。

2. 开关操作：电荷泵包括一个或多个开关元件，通常是晶体管。这些开关周期性地切换，将电荷从输入电容器移动到输出电容器，或者反过来，具体操作取决于电荷泵的拓扑结构。

3. 电荷传输：当开关元件关闭时，电荷从输入电容器流向输出电容器。这会导致输出电容器的电压上升，而输入电容器的电压下降。

4. 电容充电平衡：在一次充电周期后，开关元件反向切换，将电荷从输出电容器返回输入电容器。这个过程持续进行，每个周期都会导致输出电容器的电压上升一定量。

5. 输出电压稳定：通过连续的电荷传输和周期性的开关操作，电荷泵能够使输出电容器的电压逐渐上升，直到达到所需的电压水平。输出电压的稳定性取决于电荷泵的设计和工作频率。

电荷泵通常用于将低电压转换为高电压，但也可以用于反向操作，即将高电压转换为低电压。它们在一些电源管理应用中非常有用，例如在便携式电子设备中提供稳定的电压，以满足各种电路的需求。不同类型的电荷泵拓扑结构存在，包括电压倍增电荷泵、电流反向电荷泵等，它们在不同的应用中具有不同的优势。