MAX1680/MAX1681：頻率可選的125mA開(kāi)關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電壓轉(zhuǎn)換器是一個(gè)關(guān)鍵的組成部分。今天我們要探討的是MAXIM公司的MAX1680/MAX1681開(kāi)關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器，它以其獨(dú)特的性能和特點(diǎn)，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1680/MAX1681是無(wú)電感的開(kāi)關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)?2.0V至+5.5V的輸入電壓進(jìn)行反相或加倍處理，同時(shí)可提供高達(dá)125mA的輸出電流。其具有可選頻率功能，允許使用小電容，如MAX1680使用4.7μF電容，MAX1681使用1μF電容。這種特性使得它們?cè)谔娲陔姼械姆€(wěn)壓器方面表現(xiàn)出色，因?yàn)殡姼蟹€(wěn)壓器通常需要更昂貴的外部組件和更多的電路板空間。

該系列器件的等效輸出電阻通常為3.5Ω，這使得它們?cè)谳敵?25mA電流時(shí)，電壓降僅為440mV。此外，其關(guān)機(jī)功能可將靜態(tài)電流降低至小于1μA。MAX1680/MAX1681采用8引腳SO封裝，對(duì)于需要在更小的μMAX封裝中提供高達(dá)50mA電流的應(yīng)用，可參考MAX860/MAX861的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

二、產(chǎn)品特性

2.1 可選開(kāi)關(guān)頻率

• MAX1680具有125kHz/250kHz兩種可選頻率。
• MAX1681具有500kHz/1MHz兩種可選頻率。

這種可選頻率的設(shè)計(jì)允許使用小電容，例如MAX1681可使用1μF電容，在節(jié)省電路板空間的同時(shí)，也為設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性。

2.2 高輸出電流能力

能夠提供高達(dá)125mA的輸出電流，滿足了許多應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)大電流輸出的需求。

2.3 低輸出阻抗

輸出阻抗為3.5Ω，可有效減少電壓降，提高電源的穩(wěn)定性。

2.4 低關(guān)機(jī)電流

邏輯控制的關(guān)機(jī)電流僅為1μA，有助于降低功耗，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

2.5 可配置為電壓反相器或倍增器

可以根據(jù)實(shí)際需求靈活配置，滿足不同的電壓轉(zhuǎn)換要求。

2.6 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為+2.0V至+5.5V，適應(yīng)多種電源供電情況。

2.7 高轉(zhuǎn)換效率

效率可達(dá)90%，能夠有效減少能量損耗。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 本地負(fù)電源

在一些需要負(fù)電源的電路中，MAX1680/MAX1681可以方便地提供所需的負(fù)電壓。

3.2 接口電源

為各種接口電路提供穩(wěn)定的電源，確保接口的正常工作。

3.3 運(yùn)算放大器電源

為運(yùn)算放大器提供合適的電源，保證其性能的穩(wěn)定。

3.4 MOSFET偏置

為MOSFET提供偏置電壓，使其正常工作。

四、電氣特性

4.1 輸入電壓范圍

• 在反相器配置中，MAX1680的輸入電壓范圍為2.0V至5.5V，MAX1681為3.0V至5.5V。
• 在倍增器配置中，MAX1680的輸入電壓范圍為2.5V至5.5V，MAX1681為4.0V至5.5V。

4.2 電源電流

電源電流會(huì)根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率的不同而有所變化。例如，在不同的頻率設(shè)置下，MAX1680和MAX1681的電源電流在幾毫安到幾十毫安之間。

4.3 輸出電壓和電阻

在負(fù)載電流為125mA時(shí)，輸出電壓會(huì)有一定的下降，輸出電阻通常在3.5Ω至10Ω之間。

4.4 關(guān)機(jī)特性

關(guān)機(jī)電流小于1μA，關(guān)機(jī)時(shí)輸出電阻在1Ω至5Ω之間。

五、典型工作電路

5.1 反相器配置

需要三個(gè)外部電容（包括輸入旁路電容），雖然輸出未進(jìn)行穩(wěn)壓，但低輸出電阻使得在125mA負(fù)載下典型電壓降僅為0.44V。

5.2 倍增器配置

使用兩個(gè)外部電容進(jìn)行配置，加載時(shí)輸出電壓降與反相器類(lèi)似，但最小輸入電源范圍略高于反相器配置。

六、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

6.1 頻率控制

通過(guò)FSEL引腳可以選擇不同的開(kāi)關(guān)頻率，以優(yōu)化電容大小和電源電流。不同頻率下，輸出紋波、電容值和電源電流會(huì)有所不同。例如，較高的頻率可以減小電容大小，但會(huì)增加電源電流；較低的頻率則相反。

6.2 電容選擇

電容的大小和開(kāi)關(guān)速度會(huì)影響輸出電阻。建議使用低ESR（等效串聯(lián)電阻）的電容，以最小化輸出電阻和紋波電壓。文中給出了輸出電阻和紋波電壓的計(jì)算公式，以及不同頻率和輸入電壓下的最小推薦電容值。

6.3 旁路電容

為了減少交流阻抗和防止內(nèi)部開(kāi)關(guān)噪聲，需要對(duì)輸入電壓進(jìn)行旁路處理。旁路電容的大小取決于電源的交流阻抗。

6.4 級(jí)聯(lián)和并聯(lián)

• 級(jí)聯(lián)兩個(gè)器件可以產(chǎn)生更大的負(fù)電壓，但會(huì)增加輸出電阻并降低效率。
• 并聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)器件可以降低輸出電阻，提高負(fù)載電流能力。

七、兼容性

MAX1680/MAX1681可以替代MAX860/MAX861，但在SHDN和FSEL引腳的使用上有所不同。與MAX660的替換則需要進(jìn)行布線更改。

八、總結(jié)

MAX1680/MAX1681開(kāi)關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器以其可選頻率、高輸出電流、低輸出阻抗等特性，為電子工程師在電壓轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求，合理選擇頻率、電容等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和效率。同時(shí)，了解其級(jí)聯(lián)、并聯(lián)等應(yīng)用方式，也能幫助我們更好地滿足不同的設(shè)計(jì)要求。你在使用類(lèi)似的電壓轉(zhuǎn)換器時(shí)，遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。