輸出穩壓的電荷泵反轉器MAX889(圖)

兩種輸出模式
　　max889有兩種輸出模式：穩壓輸出(輸出電壓可外接r1、r2分壓器來(lái)設定)；不穩壓輸出（輸出電壓接近-vin）。

穩壓輸出模式
　　max889是通過(guò)控制泵電容的充電率的變化來(lái)調節輸出電壓。具體做法是改變在泵電容充電時(shí)的模擬開(kāi)關(guān)的導通電阻，即改變時(shí)間常數。當在模擬開(kāi)關(guān)的柵極電壓高時(shí)，導通電阻??；當柵極電壓低時(shí)則導通電阻大。例如，當輸出電壓有下降趨勢時(shí)，增加柵極驅動(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

不穩壓輸出模式
　　max889也可用作不穩輸出。此時(shí)將fb連接到in處即可。在不穩壓輸出時(shí)，其內阻r0的典型值為2ω，基輸出電壓vout為：
　　vout=-(vin-iout·r0 )
　　在不穩壓輸出模式時(shí)，可以不外接兩分壓器電阻，可減小占印刷板的面積，適用于對負壓變化不敏感的電路。

典型應用電路
　　采用vin為基準電壓的電路如圖1所示，采用單獨vref的應用電路如圖2所示。

　　輸入+2.7～+5.5v，輸出穩壓的負電壓2.5～-vin，輸出電流可達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，可采用單獨的基準電壓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

　　cin、cout及cfly電容器應優(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性能的穩定，應選用低溫度系數的x7r介質(zhì)材料。

　　電容器的等效串聯(lián)電阻(esr)不僅影響不穩壓電壓反轉器的輸出電阻r0，同時(shí)也影響輸出紋波電壓。例如，不穩壓電壓反轉器的輸出電阻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項僅占0.02×5=0.1ω。

　　cout的esr對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。

轉換效率
　　max889的轉換效率如圖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

　　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。