有趣的是，基本的电子拓扑结构往往能在多种不同的应用中发挥作用。图1就显示了这样一个电路的实例。这是一个电荷泵电压逆变器电路，最初发表于《只要1美元，用“古老”器件制作简单高效的电压逆变器》。
图1：基本电压逆变器电路的效率为100kHz，电流输出为几毫安。
这样为电压逆变器应用配置的泵既简单又便宜。它每kHz仅从5V电源轨吸取约1µA(无负载)的电流。
如果将泵电容器C2减小几个数量级，就会出现有趣的变化。这使得泵电流与振荡器频率成正比：Ipump=5*C2*Fpump
从这一想法出发，然后添加一些简单的分立元件，我们原来的逆变器电路就变成了廉价、快速(1MHz)、低功耗电压频率转换器(VFC)的核心。图2显示了这个过程。
图2：经过修改的电压逆变器变为省电的1MHz VFC。
输入电流=Vin/R1给C3充电，导致跨导放大器Q1、Q2吸收电流，从而增加来自施密特触发振荡器电容C1的电流。这会增加U1c振荡器频率以及由U1a、b和C2泵送的电流。这是因为泵电流具有负极性(我们是从电压逆变电路开始的)，它完成了一个反馈回路，该回路不断平衡泵电流，使其与输入电流相等：
Ipump = 5*C2*Fpump = Vin/R1
Fpump = Vin/(5*C2*R1) = Vin/(5*100pF*10,000) = 200kHz*Vin
Q3提供启动每个振荡器周期的斜坡复位脉冲。R6限制C2的放电电流，以防止驱动U1引脚1的衬底二极管导通，这可能会吸取一小部分Ipump，从而产生非线性。选择R5/R3的比值是为了平衡Q2/Q1在Vin和Fpump等于零时的集电极电流，从而最大限度地减少Vin的零点偏移。因此，线性度和零点偏移误差小于满量程的1%。
然而，如果+5逻辑电源轨不够准确，则可能会出现不可接受的比例系数误差。
如果我们想要一个不受+5不稳定性影响的精密电压基准，该怎么办？图3回答了这个问题。
图3：U2分流基准将C2电荷稳定至+5独立精度2.50V。
然而，添加基准确实会增加约半美元的零件成本和约半毫安的最大功耗。对于精确和快速的转换来说，这些成本仍然是相当合理的。是的，对于VFC来说，一毫秒内的10位分辨率已经相当快了。
请注意，可以选择R1来实现几乎任何所需的Vin的满量程系数。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Voltage inverter design idea transmogrifies into a 1MHz VFC，由Ricardo Xie编译)
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