MAX1719/MAX1720/MAX1721：小型高效的开关电容电压反相器

在电子设计领域，电压转换是一个常见且关键的环节。尤其是在电池供电和板级电压转换应用中，需要高效、小型化的解决方案。MAX1719/MAX1720/MAX1721这三款开关电容电压反相器就为我们提供了这样的选择。

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一、产品概述

MAX1719/MAX1720/MAX1721是单片CMOS电荷泵反相器，输入电压范围为+1.5V至+5.5V。其中，MAX1720工作频率为12kHz，MAX1719/MAX1721工作频率为125kHz。它们具有高效率、外部组件小以及逻辑控制关机等特点，非常适合电池供电和板级电压转换应用。

这三款器件内部集成了振荡器控制电路和四个功率MOSFET开关，采用6引脚SOT23封装，可提供连续25mA的输出电流。

二、产品特性

2.1 低功耗关机模式

具有1nA的逻辑控制关机电流，在关机状态下可大大降低功耗，延长电池寿命。

2.2 小封装设计

采用6引脚SOT23封装，体积小巧，节省电路板空间，适合对空间要求较高的应用。

2.3 高转换效率

电压转换效率高达99.9%，能够高效地将输入电压转换为负电压，减少能量损耗。

2.4 宽输入电压范围

输入电压范围为+1.5V至+5.5V，可适应不同的电源供电情况。

2.5 低静态电流

MAX1720的静态电流为50µA，MAX1719/MAX1721的静态电流也相对较低，有助于降低整体功耗。

2.6 仅需两个电容

MAX1719/MAX1721仅需两个1µF的电容，简化了电路设计，降低了成本。

三、电气特性

3.1 电源电压范围

在不同的工作温度下，三款器件的电源电压范围有所不同。例如，MAX1720在TA = +25°C时，最小输入电压为1.25V；在TA = 0°C至+85°C时，最小输入电压为1.5V，最大为5.5V。MAX1719/MAX1721在不同温度下的电源电压范围也有相应规定。

3.2 静态电源电流

MAX1720的静态电源电流典型值为50µA，最大值为90µA；MAX1719/MAX1721的静态电源电流典型值为350µA，最大值为650µA。

3.3 关机电源电流

在关机状态下，三款器件的关机电源电流非常小，如在TA = +25°C时，关机电源电流最大值为1µA。

3.4 振荡器频率

MAX1720的振荡器频率典型值为12kHz，MAX1719/MAX1721的振荡器频率典型值为125kHz。

3.5 电压转换效率

在输出电流为0，TA = +25°C时，电压转换效率高达99% - 99.9%。

3.6 输出电阻

在不同的输出电流和温度条件下，输出电阻有所变化。例如，在TA = +25°C，输出电流为10mA时，输出电阻典型值为23Ω，最大值为50Ω。

四、典型应用

4.1 从正电源产生负电源

这是最常见的应用场景，可用于为模拟电路提供负电源。例如，从+5V逻辑电源产生-5V电源，为模拟电路供电。

4.2 小型LCD面板

为小型LCD面板提供所需的负电压，保证面板的正常显示。

4.3 GaAs PA偏置电源

为GaAs功率放大器提供偏置电压，确保放大器的正常工作。

4.4 手持终端和PDA

在电池供电的手持终端和PDA中，实现电压转换，满足不同电路的供电需求。

4.5 电池供电设备

由于其低功耗和高效率的特点，非常适合应用于电池供电设备中，延长电池的使用时间。

五、电容选择

5.1 飞跨电容（C1）

增加飞跨电容的值可以降低输出电阻，但超过一定值后，输出电阻主要由内部开关电阻和电容ESR决定，继续增加电容值的效果不明显。

5.2 输出电容（C2）

增加输出电容的值可以降低输出纹波电压，减小其ESR可以同时降低输出电阻和纹波。对于轻负载，如果可以容忍较高的输出纹波，可使用较低电容值的电容。可使用公式(V{RIPPLE }=frac{I{OUT }}{2 × I{OSC } × C 2}+2 × I{OUT } × ESR_{C 2})计算峰 - 峰纹波。

5.3 输入旁路电容（C3）

建议使用与C1值相等的旁路电容，以降低输入电源的交流阻抗，减少开关噪声的影响。

六、级联和并联应用

6.1 级联应用

两个器件可以级联以产生更大的负电压，未加载时输出电压通常为 -2 x VIN，但会因第一个器件的输出电阻乘以第二个器件的静态电流而略有降低。当级联多个器件时，输出电阻会显著增加。

6.2 并联应用

并联多个MAX1719、MAX1720或MAX1721可以降低输出电阻。每个器件需要自己的泵电容（C1），而储能电容（C2）为所有器件共用，需要将C2的值增加n倍，n为并联器件的数量。

七、布局和接地

良好的布局对于噪声性能至关重要。在设计电路板时，应将所有组件尽可能靠近安装，保持走线短，以最小化寄生电感和电容，并使用接地平面。

在实际应用中，电子工程师们需要根据具体的需求和电路要求，合理选择MAX1719/MAX1720/MAX1721，并注意电容的选择和布局布线，以实现最佳的性能。你在使用这类电压反相器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。