新型电荷泵的特点

20世纪80年代末，各半导体器件厂生产的电荷泵是以ICL7660为基础开发出的一些改进型产品，如MAXIM公司的MAX1044，Telcom公司的TC1044S.html" target="_blank" title="TC1044S">TC1044S、TC7660和LTC公司的LTC 1044／7660等。这些改进型器件的功能与ICL7660相同，但性能上有所改进，其引脚排列与ICL7660完全相同，可以互换。这－类器件的缺点是：输出电流小；输出电阻大；振荡器工作频率低，使外接电容容量大；静态电流大。20世纪90年代以后，随着半导体工艺技术的进步与便携式电子设各的迅猛发展，各半导体器件公司开发出各种新型电荷泵，它们在器件封装、功能和性能方面都有了较大改进。另外，这些公司还开发出了一些专用的电荷泵。它们的特点都可归纳如下。（1）提高了输出电流及降低了输出电阻早期的电荷泵产品，如ICL7660在输出电流为40mA时，－5V输出电压被降为－3V（相差2V），而MAX660在输出电流为40mA时，－5V输出电压被降为－4.74V（相差仅0.26V），即输出特性有较大的提高。新型MAX660在输出电流为100mA时，其输出电阻R。仅为6.5Ω；MAX682的输出电流可达250mA，并且在器件内部增加了稳压电路，即使在250mA输出时，其输出电压变化也很小。这种带稳压的电荷泵产品还有AD公司的ADM8660、LT公司的LT1054等。（2）减小了功耗为了延长电池的寿命或两次充电之间的间隔，要尽可能减小电荷泵的静态电流。近年来开发出了一些微功耗的新产品。如ICL7660的静态电流典型值为170μA，新产品TCM828的静态电流典型值为50μA，MAX1673的静态电流典型值仅为35μA。另外，为更进一步减小电路的功耗，已开发出了能关闭负电源的功能，这可使电荷泵的耗电降到1μA以下，另外在关闭负电源后可使部分电路不工作而进一步达到减少功耗的目的。如MAX662A、AIC1841两电荷泵都具有关闭功能，在关闭状态时耗电（1μA，几乎可忽略不计。这一类电荷泵器件还有TC1121，TC1219，ADM660及ADM8828等。（3）扩大了输入电压范围ICL7660电荷泵电路的输入电压范围为1.5～10V。为了满足部分电路对更高负电压的需要，已开发出输入电压可达18V或⒛Ⅴ的电荷泵新产品，即可转换成－ 18V或－20V的负电压。（4）减少了占印制板的面积为减少电荷泵占印制板的面积可采取两种措施：一是采用贴片或小尺寸封装IC，新产品可采用SO封装、pMAX封装及开发出尺寸更小的SOT-23封装；二是减小外接泵电容的容量。在输出电流一定时，电荷泵的外接电容的容量与振荡器工作频率有关：工作频率越高，电容容量越小。工作频率在几kHz到几十kHz时，往往需要外接10p.F的泵电容；新型电荷泵器件工作频率已提高到几百kHz，个别的甚至到1MHz，其外接泵电容容量可降到1～0.22μF。ICL7660的工作频率为10kHz，其外接泵电容容量为10μF；新型TC7660H的工作频率提高到了120kHz，其外接泵电容容量已降为1μF；MAX1680／1681的工作频率高达1MHz，在输出电流为125mA时，外接泵电容容量仅为1 μF；TC1142的工作频率为200kHz，输出电流为20mA时，其外接泵电容容量仅为0.47μF；MAX881R的工作频率为100kHz，输出电流较小，其外接泵电容容量仅为0.22μF。若采用SOT-23封装的器件及贴片式电容器，则整个电荷泵变换器的面积可做得很小。

（5）输出负电压可调整一般的电荷泵的输出负电压UOUT＝－UIN，是不可调整的，但新型产品MAX1673可外接两个电阻R1、R2来调整输出负电压，如图所示。输出电压UOUT与电阻R1、R2的关系为

式中，UREF为外接的基准电压（典型值为1.235V）。

为保证反馈环路的稳定性，并减小由于BB引脚的偏置电压所产生的误差，电阻分压器的电流应接近15μA，R2，的阻值需设置在50～100kΩ范围中。按式（1- 95）计算的R1电阻为31kΩ，则如图所示电路的输出电压UOUT＝－3V。MAX881R、ADP3603～ADP3605、AlC1840／1841器件等都具有与MAX1673同样的功能。

图 MAXl673的应用电路