Общее описание

Монолитный инвертор напряжения MAX660 с зарядовой помпой преобразует входное напряжение от +1,5 В до +5,5 В в соответствующее выходное напряжение от -1,5 В до -5,5 В. Используя только два недорогих конденсатора, выходной насос заряда на 100 мА заменяет импульсные регуляторы, исключая индуктивность и связанные с ней стоимость, размеры и электромагнитные помехи. КПД более 90% в большей части диапазона токов нагрузки в сочетании с типичным рабочим током всего 120 мкА обеспечивает идеальные характеристики для приложений преобразования напряжения как с питанием от батареи, так и на уровне платы. MAX660 также может удваивать выходное напряжение входного источника питания или батареи, обеспечивая +9,35 В при 100 мА от входа +5 В.
Вывод управления частотой (FC) позволяет выбрать режим работы 10 кГц typ или 80 кГц typ (40 кГц min) для оптимизации размера конденсатора и тока покоя. Частота генератора также может быть отрегулирована с помощью внешнего конденсатора или управляться внешним генератором. MAX660 - это совместимая с выводами, сильноточная модернизация ICL7660.
MAX660 выпускается в 8-выводных корпусах DIP и smalloutline в коммерческом, расширенном и военном температурных диапазонах.

 

Подробное описание

Схема емкостной накачки заряда MAX660 либо инвертирует, либо удваивает входное напряжение (см. Типовые рабочие схемы). Для достижения максимальной производительности следует использовать конденсаторы с низким эффективным последовательным сопротивлением (ESR). Более подробную информацию см. в разделе "Выбор конденсаторов".
При использовании инвертирующего режима с напряжением питания менее 3 В, LV должен быть подключен к GND. Это позволяет обойти внутреннюю схему регулятора и обеспечивает наилучшую производительность в низковольтных приложениях. При использовании инвертирующего режима с напряжением питания выше 3 В LV может быть подключен к GND или оставлен открытым. Обычно деталь работает с заземленным LV, но поскольку LV можно оставить открытым, замена MAX660 на ICL7660 упрощается. LV должен быть заземлен при перегрузке OSC (см. раздел "Изменение частоты генератора"). При использовании режима удвоения подключите LV к OUT (при любом напряжении питания).

 

Преобразователь отрицательного напряжения

Наиболее часто MAX660 применяется в качестве инвертора напряжения с накачкой. В рабочей схеме используются только два внешних конденсатора, C1 и C2 (см. Типовые рабочие схемы).
Несмотря на то, что его выход не имеет активной регулировки, MAX660 очень нечувствителен к изменениям тока нагрузки. Типичное сопротивление выходного источника 6,5Ω означает, что при входном напряжении +5 В выходное напряжение составляет -5 В при небольшой нагрузке и снижается только до -4,35 В при нагрузке 100 мА. Сопротивление выходного источника в зависимости от температуры и напряжения питания показано на графиках типовых рабочих характеристик.
Выходное напряжение пульсаций рассчитывается, если учесть, что выходной ток поступает только от конденсатора C2 в течение половины цикла накачки заряда.

 

Выбор конденсатора

Три фактора (в дополнение к току нагрузки) влияют на падение выходного напряжения MAX660 по сравнению с идеальным значением:
1) Выходное сопротивление MAX660
2) ESR конденсаторов насоса (C1) и резервуара (C2)
3) Емкость C1 и C2

Падение напряжения, вызванное выходным сопротивлением MAX660, равно току нагрузки, умноженному на выходное сопротивление. Аналогично, потери в C2 равны току нагрузки, умноженному на ESR C2. Потери в C1, однако, больше, потому что он обрабатывает токи, превышающие ток нагрузки во время работы накачки заряда. Поэтому падение напряжения на C1 примерно в четыре раза больше, чем ESR C1, умноженное на ток нагрузки. Следовательно, конденсатор с низким (или высоким) ESR оказывает гораздо большее влияние на производительность для C1, чем для C2.

Как правило, с увеличением частоты накачки MAX660 пропорционально уменьшаются значения емкости, необходимые для поддержания сопоставимых пульсаций и выходного сопротивления. Эти кривые предполагают ESR конденсатора 0,25Ω и выходное сопротивление MAX660 5,25Ω, поэтому плоская часть кривой показывает эффективное выходное сопротивление 6,5Ω (RO MAX660 + 4 (ESRC1) + ESRC2). Примечание: используется RO = 5,25Ω, а не типичное значение 6,5Ω, поскольку типичная спецификация включает в себя влияние ESR конденсаторов в тестовой схеме.

Чтобы уменьшить пульсации на выходе, вызванные насосом заряда, увеличьте емкостной конденсатор C2 и/или уменьшите его ESR. Кроме того, емкостной конденсатор должен иметь низкий ESR, если важна фильтрация высокочастотных шумов на выходе.

Не все производители гарантируют ESR конденсаторов в диапазоне, требуемом для MAX660. В целом, ESR конденсатора обратно пропорционален физическому размеру, поэтому большие значения емкости и более высокие номиналы напряжения имеют тенденцию к снижению ESR.