ADM8828/ADM8829：高效開(kāi)關(guān)電容電壓反相器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是在需要從正輸入電壓生成負(fù)電源的場(chǎng)景中，高效且可靠的電壓反相器顯得尤為重要。今天，我們就來(lái)深入探討一下ADI公司的ADM8828/ADM8829開(kāi)關(guān)電容電壓反相器。

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產(chǎn)品概述

ADM8828/ADM8829是一款電荷泵電壓反相器，能夠?qū)?1.5V至+5.5V的輸入電壓反相為-1.5V至-5.5V的負(fù)輸出電源。這種反相方案非常適合單電源系統(tǒng)中產(chǎn)生負(fù)軌，而且僅需兩個(gè)小的外部電容即可實(shí)現(xiàn)電荷泵功能。該器件具有高達(dá)25mA的輸出電流和超過(guò)99%的轉(zhuǎn)換效率，為電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)提供了高效的解決方案。

產(chǎn)品特性

高效電壓轉(zhuǎn)換

ADM8828/ADM8829的電壓轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%，這意味著在電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能夠?qū)⑤斎腚娫吹拇蟛糠帜芰坑行У剞D(zhuǎn)換為輸出電源，減少能量損耗，提高系統(tǒng)的整體效率。

低功耗設(shè)計(jì)

器件的靜態(tài)電流僅為600μA，在關(guān)機(jī)模式下，ADM8828的關(guān)機(jī)電流可低至20nA，大大降低了系統(tǒng)的功耗，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

輸出能力

能夠提供高達(dá)25mA的輸出電流，可滿足大多數(shù)中小功率設(shè)備的需求。同時(shí)，其輸出電阻僅為18Ω，能夠保證輸出電壓的穩(wěn)定性。

關(guān)機(jī)功能

ADM8828具有低功耗關(guān)機(jī)（SHDN）引腳，通過(guò)該引腳可以禁用器件，將靜態(tài)電流降低至20nA，進(jìn)一步節(jié)省能量。

外部元件簡(jiǎn)單

只需要兩個(gè)1μF的電容即可實(shí)現(xiàn)電荷泵功能，減少了外部元件的數(shù)量，降低了設(shè)計(jì)成本和電路板空間。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADM8828/ADM8829的應(yīng)用范圍廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

• 手持儀器：如便攜式萬(wàn)用表、示波器等，需要高效的電源管理以延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。
• LCD面板：為L(zhǎng)CD面板提供負(fù)電源，確保顯示效果。
• 手機(jī)：滿足手機(jī)內(nèi)部電路對(duì)負(fù)電源的需求，提高手機(jī)的性能和穩(wěn)定性。
• PDA：個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備對(duì)電源的高效性和穩(wěn)定性要求較高，ADM8828/ADM8829能夠很好地滿足這些需求。
• 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集：在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，需要低功耗、高可靠性的電源解決方案。
• 運(yùn)算放大器電源：為運(yùn)算放大器提供穩(wěn)定的負(fù)電源，保證其正常工作。

遇到網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，未能獲取到“ADM8828/ADM8829在手持儀器中的應(yīng)用案例”的相關(guān)內(nèi)容，后續(xù)我將繼續(xù)為你介紹該產(chǎn)品的其他方面。

工作原理

ADM8828/ADM8829采用開(kāi)關(guān)電容技術(shù)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。其內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生反相信號(hào)φ1和φ2，用于控制開(kāi)關(guān)S1、S2和S3、S4。在φ1期間，開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，S3和S4斷開(kāi)，電容C1充電至V+電壓；在φ2期間，S1和S2斷開(kāi)，S3和S4閉合，C1的正端通過(guò)S3連接到地，負(fù)端通過(guò)S4連接到Vout，從而實(shí)現(xiàn)電壓反相。同時(shí)，C1上的電荷在φ2期間轉(zhuǎn)移到C2上，C2在φ1期間維持輸出電壓。電荷轉(zhuǎn)移效率取決于開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)頻率以及外部電容的等效串聯(lián)電阻（ESR），因此建議使用低ESR的電容以獲得最大效率。

引腳功能

• CAP+：正電荷泵電容端子。
• GND：電源地。
• CAP-：負(fù)電荷泵電容端子。
• OUT：輸出，負(fù)電壓。
• SHDN：關(guān)機(jī)控制輸入。當(dāng)該輸入為高電平時(shí)，禁用電荷泵，降低功耗。
• IN：正電源輸入。

電容選擇

飛跨電容C1

增加飛跨電容C1的容量可以降低輸出電阻，提高輸出電流的穩(wěn)定性。

輸出電容C2

輸出電容C2的大小會(huì)影響輸出紋波。增大電容值可以減小峰 - 峰紋波，提高輸出電壓的穩(wěn)定性。

ESR的影響

電容的ESR對(duì)輸出阻抗和輸出紋波都有影響。降低ESR可以同時(shí)降低輸出阻抗和紋波。為了方便設(shè)計(jì)，建議C1和C2使用相同的值。

旁路電容

在輸入電源上使用旁路電容可以降低ADM8828/ADM8829的交流阻抗。該電容應(yīng)連接在輸入電源和地之間，以提供所需的瞬時(shí)電流浪涌。建議使用1μF或更大的電容。

性能特性

電源電流與電壓關(guān)系

從典型性能特性曲線可以看出，電源電流隨著電源電壓的變化而變化。在不同的電源電壓下，器件的功耗有所不同，這對(duì)于電源管理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要意義。

輸出電阻與電源電壓關(guān)系

輸出電阻也會(huì)受到電源電壓的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的電源電壓和負(fù)載要求，合理選擇器件，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

輸出電流與電容關(guān)系

輸出電流與電容的大小密切相關(guān)。通過(guò)調(diào)整電容值，可以優(yōu)化輸出電流的性能，滿足不同負(fù)載的需求。

輸出電壓紋波與電容關(guān)系

輸出電壓紋波會(huì)隨著電容值的變化而變化。選擇合適的電容值可以有效降低輸出電壓紋波，提高電源質(zhì)量。

絕對(duì)最大額定值與訂購(gòu)指南

絕對(duì)最大額定值

在使用ADM8828/ADM8829時(shí)，需要注意其絕對(duì)最大額定值，如輸入電壓、輸出電流、功率耗散、工作溫度范圍等。超過(guò)這些額定值可能會(huì)影響器件的可靠性和性能。

訂購(gòu)指南

該器件提供了不同的型號(hào)和封裝選項(xiàng)，如ADM8828ARTZ - REEL7、ADM8829ARTZ - REEL等，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的型號(hào)。

綜上所述，ADM8828/ADM8829是一款性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的開(kāi)關(guān)電容電壓反相器。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，合理選擇器件和外部元件，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為電子設(shè)備提供高效、穩(wěn)定的電源解決方案。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。