MAX1719/MAX1720/MAX1721：小型高效的開關(guān)電容電壓反相器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電壓轉(zhuǎn)換是一個(gè)常見且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。尤其是在電池供電和板級電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，需要高效、小型化的解決方案。MAX1719/MAX1720/MAX1721這三款開關(guān)電容電壓反相器就為我們提供了這樣的選擇。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1719/MAX1720/MAX1721是單片CMOS電荷泵反相器，輸入電壓范圍為+1.5V至+5.5V。其中，MAX1720工作頻率為12kHz，MAX1719/MAX1721工作頻率為125kHz。它們具有高效率、外部組件小以及邏輯控制關(guān)機(jī)等特點(diǎn)，非常適合電池供電和板級電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用。

這三款器件內(nèi)部集成了振蕩器控制電路和四個(gè)功率MOSFET開關(guān)，采用6引腳SOT23封裝，可提供連續(xù)25mA的輸出電流。

二、產(chǎn)品特性

2.1 低功耗關(guān)機(jī)模式

具有1nA的邏輯控制關(guān)機(jī)電流，在關(guān)機(jī)狀態(tài)下可大大降低功耗，延長電池壽命。

2.2 小封裝設(shè)計(jì)

采用6引腳SOT23封裝，體積小巧，節(jié)省電路板空間，適合對空間要求較高的應(yīng)用。

2.3 高轉(zhuǎn)換效率

電壓轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99.9%，能夠高效地將輸入電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)電壓，減少能量損耗。

2.4 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為+1.5V至+5.5V，可適應(yīng)不同的電源供電情況。

2.5 低靜態(tài)電流

MAX1720的靜態(tài)電流為50μA，MAX1719/MAX1721的靜態(tài)電流也相對較低，有助于降低整體功耗。

2.6 僅需兩個(gè)電容

MAX1719/MAX1721僅需兩個(gè)1μF的電容，簡化了電路設(shè)計(jì)，降低了成本。

三、電氣特性

3.1 電源電壓范圍

在不同的工作溫度下，三款器件的電源電壓范圍有所不同。例如，MAX1720在TA = +25°C時(shí)，最小輸入電壓為1.25V；在TA = 0°C至+85°C時(shí)，最小輸入電壓為1.5V，最大為5.5V。MAX1719/MAX1721在不同溫度下的電源電壓范圍也有相應(yīng)規(guī)定。

3.2 靜態(tài)電源電流

MAX1720的靜態(tài)電源電流典型值為50μA，最大值為90μA；MAX1719/MAX1721的靜態(tài)電源電流典型值為350μA，最大值為650μA。

3.3 關(guān)機(jī)電源電流

在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，三款器件的關(guān)機(jī)電源電流非常小，如在TA = +25°C時(shí)，關(guān)機(jī)電源電流最大值為1μA。

3.4 振蕩器頻率

MAX1720的振蕩器頻率典型值為12kHz，MAX1719/MAX1721的振蕩器頻率典型值為125kHz。

3.5 電壓轉(zhuǎn)換效率

在輸出電流為0，TA = +25°C時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99% - 99.9%。

3.6 輸出電阻

在不同的輸出電流和溫度條件下，輸出電阻有所變化。例如，在TA = +25°C，輸出電流為10mA時(shí)，輸出電阻典型值為23Ω，最大值為50Ω。

四、典型應(yīng)用

4.1 從正電源產(chǎn)生負(fù)電源

這是最常見的應(yīng)用場景，可用于為模擬電路提供負(fù)電源。例如，從+5V邏輯電源產(chǎn)生-5V電源，為模擬電路供電。

4.2 小型LCD面板

為小型LCD面板提供所需的負(fù)電壓，保證面板的正常顯示。

4.3 GaAs PA偏置電源

為GaAs功率放大器提供偏置電壓，確保放大器的正常工作。

4.4 手持終端和PDA

在電池供電的手持終端和PDA中，實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，滿足不同電路的供電需求。

4.5 電池供電設(shè)備

由于其低功耗和高效率的特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于電池供電設(shè)備中，延長電池的使用時(shí)間。

五、電容選擇

5.1 飛跨電容（C1）

增加飛跨電容的值可以降低輸出電阻，但超過一定值后，輸出電阻主要由內(nèi)部開關(guān)電阻和電容ESR決定，繼續(xù)增加電容值的效果不明顯。

5.2 輸出電容（C2）

增加輸出電容的值可以降低輸出紋波電壓，減小其ESR可以同時(shí)降低輸出電阻和紋波。對于輕負(fù)載，如果可以容忍較高的輸出紋波，可使用較低電容值的電容。可使用公式(V{RIPPLE }=frac{I{OUT }}{2 × I{OSC } × C 2}+2 × I{OUT } × ESR_{C 2})計(jì)算峰 - 峰紋波。

5.3 輸入旁路電容（C3）

建議使用與C1值相等的旁路電容，以降低輸入電源的交流阻抗，減少開關(guān)噪聲的影響。

六、級聯(lián)和并聯(lián)應(yīng)用

6.1 級聯(lián)應(yīng)用

兩個(gè)器件可以級聯(lián)以產(chǎn)生更大的負(fù)電壓，未加載時(shí)輸出電壓通常為 -2 x VIN，但會因第一個(gè)器件的輸出電阻乘以第二個(gè)器件的靜態(tài)電流而略有降低。當(dāng)級聯(lián)多個(gè)器件時(shí)，輸出電阻會顯著增加。

6.2 并聯(lián)應(yīng)用

并聯(lián)多個(gè)MAX1719、MAX1720或MAX1721可以降低輸出電阻。每個(gè)器件需要自己的泵電容（C1），而儲能電容（C2）為所有器件共用，需要將C2的值增加n倍，n為并聯(lián)器件的數(shù)量。

七、布局和接地

良好的布局對于噪聲性能至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，應(yīng)將所有組件盡可能靠近安裝，保持走線短，以最小化寄生電感和電容，并使用接地平面。

在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師們需要根據(jù)具體的需求和電路要求，合理選擇MAX1719/MAX1720/MAX1721，并注意電容的選擇和布局布線，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能。你在使用這類電壓反相器時(shí)，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。