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

在電子設計領域，電壓轉換是一個常見且關鍵的環節。尤其是在電池供電和板級電壓轉換應用中，需要高效、小型化的解決方案。MAX1719/MAX1720/MAX1721這三款開關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機等特點，非常適合電池供電和板級電壓轉換應用。

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

二、產品特性

2.1 低功耗關機模式

具有1nA的邏輯控制關機電流，在關機狀態下可大大降低功耗，延長電池壽命。

2.2 小封裝設計

采用6引腳SOT23封裝，體積小巧，節省電路板空間，適合對空間要求較高的應用。

2.3 高轉換效率

電壓轉換效率高達99.9%，能夠高效地將輸入電壓轉換為負電壓，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，可適應不同的電源供電情況。

2.5 低靜態電流

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

2.6 僅需兩個電容

MAX1719/MAX1721僅需兩個1μF的電容，簡化了電路設計，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，最小輸入電壓為1.25V；在TA = 0°C至+85°C時，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規定。

3.2 靜態電源電流

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

3.3 關機電源電流

在關機狀態下，三款器件的關機電源電流非常小，如在TA = +25°C時，關機電源電流最大值為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 電壓轉換效率

在輸出電流為0，TA = +25°C時，電壓轉換效率高達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，輸出電阻典型值為23Ω，最大值為50Ω。

四、典型應用

4.1 從正電源產生負電源

這是最常見的應用場景，可用于為模擬電路提供負電源。例如，從+5V邏輯電源產生-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，實現電壓轉換，滿足不同電路的供電需求。

4.5 電池供電設備

由于其低功耗和高效率的特點，非常適合應用于電池供電設備中，延長電池的使用時間。

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，輸出電阻主要由內部開關電阻和電容ESR決定，繼續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可以同時降低輸出電阻和紋波。對于輕負載，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，減少開關噪聲的影響。

六、級聯和并聯應用

6.1 級聯應用

兩個器件可以級聯以產生更大的負電壓，未加載時輸出電壓通常為 -2 x VIN，但會因第一個器件的輸出電阻乘以第二個器件的靜態電流而略有降低。當級聯多個器件時，輸出電阻會顯著增加。

6.2 并聯應用

并聯多個MAX1719、MAX1720或MAX1721可以降低輸出電阻。每個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為并聯器件的數量。

七、布局和接地

良好的布局對于噪聲性能至關重要。在設計電路板時，應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。

在實際應用中，電子工程師們需要根據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，以實現最佳的性能。你在使用這類電壓反相器時，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。