LM2766開關(guān)電容電壓變換器

特征

LM2766型CMOS電荷泵電壓轉(zhuǎn)換器

輸入電源電壓加倍

作為輸入電壓的倍壓器

SOT-23 6針封裝，1.8 V至5.5 V，兩個(gè)低成本電容器

20Ω典型輸出阻抗和二極管用于提供

20毫安20毫安輸出電流時(shí)，90%的典型轉(zhuǎn)換效率。

0.1-μA典型關(guān)機(jī)電流LM2766在200 kHz開關(guān)下工作

降低輸出電阻和電壓的頻率

2個(gè)應(yīng)用程序漣漪。工作電流只有350μA（運(yùn)行效率大于90%，大多數(shù)移動(dòng)電話負(fù)載）和0.1-μA典型關(guān)機(jī)電流提供理想的LM2766電池性能-PDA供電系統(tǒng)。該設(shè)備是在SOT-23 6針封裝。

運(yùn)算放大器電源

接口電源設(shè)備信息

手持儀器

電氣特性

除非另有規(guī)定，典型限值為TJ=25°C，最小和最大限值適用于整個(gè)操作溫度范圍：V+=5V，C1=C2=10μF.（1）

（1） 在測(cè)試電路中，電容器C1和C2為10μF，最大0.3Ω的ESR電容器。具有較高ESR的電容器可能會(huì)增加輸出電阻，降低輸出電壓和效率。

（2） 規(guī)定的輸出電阻包括內(nèi)部開關(guān)電阻和電容ESR。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)正電壓倍增器。

（3） 輸出開關(guān)的工作頻率為振蕩器頻率的一半，即?OSC=2×?SW。

典型特征

（典型倍壓器應(yīng)用電路，VIN=5 V，TA=25°C，除非另有規(guī)定）

詳細(xì)說明

概述

LM2766 CMOS電荷泵電壓轉(zhuǎn)換器用作電壓范圍為1.8V至5.5V。此電路使用兩個(gè)低成本電容器和一個(gè)二極管（啟動(dòng)時(shí)需要）。

功能描述

測(cè)試電路

LM2766包含四個(gè)大的CMOS開關(guān)，這些開關(guān)按順序切換以使輸入電源加倍電壓。能量傳輸和儲(chǔ)存由外部電容器提供。圖10顯示了電壓轉(zhuǎn)換方案。當(dāng)S2和S4閉合時(shí)，C1向電源電壓V+充電。在這段時(shí)間內(nèi)，開關(guān)S1和S3斷開。在下一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，S2和S4打開；同時(shí)，S1和S3打開閉合時(shí)，輸入電壓V+和C1上的電壓之和給出2 V+輸出電壓，當(dāng)沒有裝載。添加負(fù)載時(shí)的輸出電壓降由MOSFET開關(guān)和電容器的ESR）以及電容器之間的電荷轉(zhuǎn)移損耗。申請(qǐng)和實(shí)施的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

設(shè)備功能模式

關(guān)機(jī)模式

正常情況下，可使用關(guān)機(jī)（SD）引腳禁用設(shè)備并將靜態(tài)電流降低至0.1μA操作模式下，SD引腳連接至V+。通過應(yīng)用，可以使設(shè)備進(jìn)入關(guān)閉模式至SD引腳a電壓小于V+引腳電壓的20%。

申請(qǐng)信息

LM2766提供了一種簡(jiǎn)單而有效的方法來產(chǎn)生等于輸入電壓。在不需要電感器的情況下，應(yīng)用解決方案的尺寸可以比磁性材料小DC-DC轉(zhuǎn)換器解決方案。

典型應(yīng)用

LM2766的主要應(yīng)用是使輸入電壓加倍。

這種電路的輸出特性可以用一個(gè)理想的電壓源和一個(gè)抵抗。電壓源等于2 V+。輸出電阻路徑是內(nèi)部MOSFET開關(guān)，振蕩器頻率，C1和C2的電容和ESR。因?yàn)殚_關(guān)電流充放電C1大約是輸出電流的兩倍，ESR的影響抽運(yùn)電容器C1在輸出電阻中乘以4。輸出電容器C2正在充電并且放電電流約等于輸出電流，因此，其ESR只在輸出電阻。ROT的一個(gè)很好的近似值是：

RSW是圖12所示內(nèi)部MOSFET開關(guān)的導(dǎo)通電阻之和。

峰值到峰值輸出電壓紋波由振蕩器頻率以及電容和輸出電容器C2的ESR：

高電容、低ESR電容器可以降低輸出電阻和電壓紋波。

肖特基二極管D1

只需要保護(hù)設(shè)備不打開自己的寄生二極管鎖定。在啟動(dòng)過程中，D1也會(huì)迅速地將輸出電容器充電到VIN減去二極管壓降減少啟動(dòng)時(shí)間。因此，肖特基二極管D1必須具有足夠的載流能力在啟動(dòng)時(shí)給輸出電容器充電，同時(shí)為其提供低正向電壓，以防止內(nèi)部寄生二極管從打開。肖特基二極管如1N5817可用于大多數(shù)應(yīng)用。如果輸入電壓斜坡較小小于10V/ms的肖特基二極管（如MBR0520LT1）可用于減小電路尺寸。

電容器選擇

正如在正電壓倍增器中所討論的，輸出電阻和紋波電壓取決于外部電容器的電容和ESR值。輸出電壓降是負(fù)載電流乘以輸出電阻，功率效率為

IQ（V+）是設(shè)備的靜態(tài)功率損耗；以及IL2ROUT是與接通電阻、兩個(gè)外部電容器及其環(huán)境與社會(huì)科學(xué)研究院。電容器的選擇是基于跌落電壓（等于輸出電流）的規(guī)格輸出電壓紋波，以及轉(zhuǎn)換器效率。建議使用低ESR電容器（表2）最大限度地效率高，降低輸出電壓降和電壓紋波。

并聯(lián)裝置

任何數(shù)量的LM2766器件可以并聯(lián)，以減少輸出電阻。因?yàn)闆]有封閉的回路反饋，正如在調(diào)節(jié)電路中發(fā)現(xiàn)的那樣，穩(wěn)定的運(yùn)行是有保證的。每個(gè)設(shè)備都必須有自己的抽運(yùn)電容器C1，而只需要一個(gè)輸出電容器，如圖13所示。復(fù)合材料輸出電阻為：

級(jí)聯(lián)設(shè)備

級(jí)聯(lián)幾個(gè)LM2766器件是產(chǎn)生更高電壓的簡(jiǎn)單方法（兩級(jí)級(jí)聯(lián)電路如圖14所示）。有效輸出電阻等于每個(gè)單獨(dú)裝置的加權(quán)和：路線=1.5路線1+路線2注意，增加級(jí)聯(lián)階段的數(shù)量實(shí)際上是有限的，因?yàn)樗@著地減少了效率高，增加輸出電阻和輸出電壓紋波。

調(diào)節(jié)閥

可以使用低壓差調(diào)節(jié)器（例如LP2980-5.0）來調(diào)節(jié)LM2766的輸出。這個(gè)整個(gè)轉(zhuǎn)換器如圖15所示。使用LP2980-3.3、LP2980-3.0或LP2980-ADJ可以獲得不同的輸出電壓。最壞情況設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足以下條件：

2Vin最小值》輸出最小值+Vdrop最大值（LP2980）+輸出最大值×路徑最大值（LM2766）

2車輛識(shí)別碼最大值《最大值+最小值（LP2980）+輸出最小值×路徑最小值（LM2766）

電源建議

LM2766被設(shè)計(jì)成在1.8 V和5.5 V的輸入電壓范圍內(nèi)作為逆變器工作。該輸入電源必須調(diào)節(jié)良好，能夠提供所需的輸入電流。如果輸入電源是位于遠(yuǎn)離設(shè)備的地方，除了陶瓷旁路外，可能還需要額外的體積電容電容器。

布局

布局指南

LM2766的高開關(guān)頻率和大開關(guān)電流使得布局的選擇非常重要。請(qǐng)參考以下步驟，以確保設(shè)備穩(wěn)定并保持適當(dāng)?shù)?a target="_blank">LED電流在預(yù)期工作電壓和電流范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。將CIN放置在頂層（與LM2766同一層），并盡可能靠近設(shè)備。連接輸入電容器通過短而寬的軌跡到達(dá)V+和GND引腳，從而降低感應(yīng)電壓開關(guān)過程中出現(xiàn)的尖峰會(huì)損壞V+線路。

將COUT放在頂層（與LM2766同一層），并盡可能靠近OUT和GND引腳。

CIN和COUT的返回值必須在一個(gè)點(diǎn)上集中在一起，盡可能靠近GND引腳。

連接COUT通過短，寬的痕跡減少串聯(lián)電感在輸出和接地引腳，可以損壞VOUT和GND線路，并在設(shè)備和周圍電路中造成過大噪音。將C1放在頂層（與LM2766設(shè)備同一層），并盡可能靠近設(shè)備。通過短而寬的跡線將飛線電容器連接到帽+和帽-銷上。