輸出穩(wěn)壓的電荷泵反轉(zhuǎn)器MAX889(圖)
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兩種輸出模式
max889有兩種輸出模式：穩(wěn)壓輸出(輸出電壓可外接r1、r2分壓器來(lái)設(shè)定)；不穩(wěn)壓輸出（輸出電壓接近-vin）。
穩(wěn)壓輸出模式
max889是通過(guò)控制泵電容的充電率的變化來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。具體做法是改變?cè)诒秒娙莩潆姇r(shí)的模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻，即改變時(shí)間常數(shù)。當(dāng)在模擬開(kāi)關(guān)的柵極電壓高時(shí)，導(dǎo)通電阻?。划?dāng)柵極電壓低時(shí)則導(dǎo)通電阻大。例如，當(dāng)輸出電壓有下降趨勢(shì)時(shí)，增加?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電壓使泵電容cfly充電充得更高一些，使輸出保持基本不變。由于器件的開(kāi)關(guān)工作是連續(xù)的，其輸出紋波電壓較小。
要求輸出的電壓vout與r1、r2有關(guān)。
vout=-vref(r2/r1)
此處vref可以是vin(分壓器電阻接vin與vout之間)或另外的正基準(zhǔn)電壓vref(vref可外接，分壓器電阻接在vref與out之間)。
一般流過(guò)分壓器的電流最少為30μa較為合適，可以根據(jù)vin的大小來(lái)大致估算一下r1+r2值或按下式來(lái)確定：
r1≤vref/30μa
不穩(wěn)壓輸出模式
max889也可用作不穩(wěn)輸出。此時(shí)將fb連接到in處即可。在不穩(wěn)壓輸出時(shí)，其內(nèi)阻r0的典型值為2ω，基輸出電壓vout為：
vout=-(vin-iout·r0 )
在不穩(wěn)壓輸出模式時(shí)，可以不外接兩分壓器電阻，可減小占印刷板的面積，適用于對(duì)負(fù)壓變化不敏感的電路。
典型應(yīng)用電路
采用vin為基準(zhǔn)電壓的電路如圖1所示，采用單獨(dú)vref的應(yīng)用電路如圖2所示。
輸入+2.7～+5.5v，輸出穩(wěn)壓的負(fù)電壓2.5～-vin，輸出電流可達(dá)200ma。
vout=-vin(r2/r1)
式中r1可按下式選取
r1≤vin/30μa
或r1取100kω或更小一些的值。
若需要獲得更高的輸出精度，可采用單獨(dú)的基準(zhǔn)電壓vref，如圖2所示。則vout為：
vout=-vref(r2/r1)
r1、r2的取值與上相同。
電容的選取
圖1及圖2中的輸入電容cin、輸出電容cout及泵電容cfly的值與所選的振蕩器頻率有關(guān)，如表1所示。
表1
| 型號(hào) | 工作頻率 | cfly | cout | ci穩(wěn)壓 | cin不穩(wěn)壓 |
| max889r | 0.5mhz | 4.7μf | 22μf | 22μf | 4.7μf |
| max889s | 1mhz | 2.2μf | 10μf | 10μf | 2.2μf |
| max889t | 2mhz | 1μf | 4.7μf |
4.7μf |
1μf |
cin、cout及cfly電容器應(yīng)優(yōu)先選用小尺寸、低價(jià)位、低esr的貼片式多層陶瓷電容器，為保證在工作溫度范圍內(nèi)性能的穩(wěn)定，應(yīng)選用低溫度系數(shù)的x7r介質(zhì)材料。
電容器的等效串聯(lián)電阻(esr)不僅影響不穩(wěn)壓電壓反轉(zhuǎn)器的輸出電阻r0，同時(shí)也影響輸出紋波電壓。例如，不穩(wěn)壓電壓反轉(zhuǎn)器的輸出電阻r0為
r0≈[1/(fosc×cfly)]+2rsw-4esrcfly+esrcout
式中fosc為振蕩器工作頻率，cfly為泵電容，rsw為開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻(5v電壓時(shí)的典型值為0.8ω)，esrcfly為泵電容cfly的等效串聯(lián)電阻，esrcout為輸出電容cout的等效串聯(lián)電阻。
由上式所知，若采用1μf～10μf多層陶瓷電容，在1mω到10mhz工作頻率范圍，其esr典型值為0.02ω，則上式中esr項(xiàng)僅占0.02×5=0.1ω。
cout的esr對(duì)輸出紋波電壓的影響如下式
vripple=(iout/2 fosc cout)+2iout esrcout
式中iout為輸出電流。由公式可知，輸出電容容量越大，esr越小，則輸出紋波電壓越小。
轉(zhuǎn)換效率
max889的轉(zhuǎn)換效率如圖3、圖4所示。工作電流在50ma以下效率較低，工作電流在50ma以上效率較高；不同輸入電壓及不同輸出電壓的效率有一些差別，一般65％～75％之間。
三種型號(hào)的選擇
工作頻率高，則用的電容容量小，但消耗的電流也隨頻率的提高而增加，如表2所示。
表2 靜態(tài)電流iq
|
模式 |
條件 |
型號(hào) |
典型 |
最大 |
單位 |
|
輸出不穩(wěn)壓 |
無(wú)負(fù)荷輸出， vfb=vin |
max889r |
6 |
12 |
ma |
|
max778s |
12 |
24 | |||
|
max889t |
24 |
48 | |||
|
輸出穩(wěn)壓 |
無(wú)負(fù)荷輸出， vout 調(diào)整到-3.3v |
max889r |
3.3 |
7 |
ma |
|
max889s |
5.5 |
12 | |||
|
max889t |
11 |
22 |
從表2可以看出，其靜態(tài)電流是較大的，這是其最大的缺點(diǎn)。所以max889比較適用于需要時(shí)暫短的工作（平時(shí)由μp或μc控制在shdn模式），并且適用于輸大的輸出電流場(chǎng)合，才有較高的效率。
若不要求尺寸的限制，采用0.5mhz的max889r較為省電。
評(píng)論