MAX662：高效 +12V 電荷泵 DC - DC 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為滿足不同設(shè)備的供電需求，選擇合適的電源轉(zhuǎn)換芯片至關(guān)重要。今天，我們就來詳細(xì)探討 MAX662 這款 +12V、30mA 輸出的電荷泵 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，了解它的特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、MAX662 概述

1. 產(chǎn)品亮點(diǎn)

MAX662 是一款可調(diào)節(jié)的 +12V、30mA 輸出的電荷泵 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，它的出現(xiàn)取代了 MAX661。與前代相比，其引腳配置經(jīng)過優(yōu)化，有效提升了輸出電流性能，因此非常適合新的設(shè)計(jì)方案。

2. 主要特性

• 輸出電壓穩(wěn)定：能提供 ±5% 精度的 +12V 輸出電壓，滿足大多數(shù)對電壓精度要求較高的應(yīng)用場景。
• 寬輸入電壓范圍：工作電源電壓范圍為 4.5V 至 5.5V，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
• 小尺寸設(shè)計(jì)：僅需不到 (0.2in) 的電路板空間，為緊湊型設(shè)計(jì)提供了便利。
• 免電感設(shè)計(jì)：不使用電感，僅依靠幾個低成本的電容就能實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換，簡化了電路設(shè)計(jì)。
• 低功耗：靜態(tài)電流低至 320μA，邏輯控制的關(guān)機(jī)模式下電流僅 70μA，有效降低了功耗。
• 封裝形式多樣：提供 8 引腳窄 SO 和 DIP 封裝，方便不同的安裝需求。

二、工作原理剖析

1. 電荷泵工作機(jī)制

MAX662 通過內(nèi)部電荷泵和外部電容來產(chǎn)生 +12V 電壓。其工作過程可分為兩個階段：當(dāng) S1 開關(guān)閉合、S2 開關(guān)斷開時，電容 C1 和 C2 充電至 Vcc；隨后 S1 開關(guān)斷開、S2 開關(guān)閉合，C1 和 C2 串聯(lián)在 Vcc 和 VOUT 之間，實(shí)現(xiàn)電壓三倍提升。

2. 輸出電壓調(diào)節(jié)

采用脈沖跳躍反饋方案來調(diào)節(jié)輸出電壓，使其穩(wěn)定在 12V ±5%。當(dāng)輸出電壓開始下降時，電荷泵啟動工作，以維持輸出電壓的穩(wěn)定。

3. 振蕩器頻率

在 (Vcc = 5V)、(IOUT = 30mA) 的條件下，振蕩器頻率標(biāo)稱值為 400kHz。隨著負(fù)載電流的增加或輸入電源電壓的降低，單位時間內(nèi)的振蕩周期數(shù)會相應(yīng)增加。

三、應(yīng)用場景

1. +12V 閃存編程電源

為字節(jié)寬閃存存儲器編程提供必要的 +12V 輸出，確保閃存編程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

2. 緊湊型 +12V 運(yùn)算放大器電源

滿足運(yùn)算放大器對 +12V 電源的需求，同時因其小尺寸設(shè)計(jì)，適合用于空間有限的電路中。

3. 低壓系統(tǒng)中的開關(guān) MOSFET

為低壓系統(tǒng)中的 MOSFET 提供合適的驅(qū)動電壓，實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。

4. 雙輸出 +12V 和 +20V 電源

通過特定的電路設(shè)計(jì)，可同時提供 +12V 和 +20V 兩種輸出電壓，滿足不同設(shè)備的供電需求。

四、電容選擇與布局考慮

1. 電容選擇

• 電荷泵電容 C1 和 C2：電容值應(yīng)在 0.22μF 至 1.0μF 之間，推薦使用陶瓷或鉭電容。
• 去耦電容 C3：使用 0.1μF 的陶瓷電容，并盡可能靠近芯片放置，以減少噪聲干擾。
• 輸入和輸出電容 C4 和 C5：電容類型對性能有一定影響。為實(shí)現(xiàn)最小尺寸，可選用 Sprague 595D745X9016A7 表面貼裝電容；為降低紋波，可使用低等效串聯(lián)電阻（ESR）的通孔陶瓷或鉭電容；為降低成本，可選擇鋁電解或鉭電容。

2. 布局要點(diǎn)

由于 MAX662 具有較高的振蕩器頻率，布局設(shè)計(jì)至關(guān)重要。良好的布局能確保電路的穩(wěn)定性，并在重負(fù)載下維持輸出電壓的穩(wěn)定。連接電容的線路應(yīng)盡可能短，其重要性順序?yàn)椋篊4、C5、C3、C1、C2。

五、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

1. 閃存 EEPROM 編程電源

通過微處理器控制 SHDN 引腳，當(dāng) SHDN 為低電平時，輸出電壓升至 +12V，用于閃存編程；當(dāng) SHDN 為高電平時，輸出電壓通過內(nèi)部 1k 電阻連接到 Vin。

2. 雙輸出電源

利用電荷泵電壓倍增電路，MAX662 可從單一 +5V 電源產(chǎn)生 +20V 電源，滿足不同設(shè)備對多種電壓的需求。

3. 并聯(lián)設(shè)備

兩個 MAX662 可以并聯(lián)使用，以增加輸出驅(qū)動能力。在并聯(lián)時，可根據(jù)設(shè)備的放置距離選擇合適的電容配置。

六、評估套件介紹

MAX662 評估套件（EV 套件）是一個已組裝好的表面貼裝電路板，方便對 MAX662 進(jìn)行評估。套件包含一個 3 引腳跳線連接器和分流器，可輕松控制正常運(yùn)行和關(guān)機(jī)模式。在使用評估套件時，需注意電源輸入電壓限制，避免輸出短路到地，以及過度加載輸出。

七、總結(jié)

MAX662 作為一款性能出色的電荷泵 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，憑借其穩(wěn)定的輸出電壓、小尺寸設(shè)計(jì)、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，在多種應(yīng)用場景中表現(xiàn)出色。在設(shè)計(jì)過程中，合理選擇電容和優(yōu)化布局是確保電路性能的關(guān)鍵。希望通過本文的介紹，能幫助電子工程師更好地了解和應(yīng)用 MAX662，為電子設(shè)計(jì)帶來更多的可能性。

你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似電源轉(zhuǎn)換芯片的設(shè)計(jì)問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。