微型电荷泵为负基准电压提供高度可靠的低成本解决方案

本应用笔记介绍了一种简单且节省空间的方法，用于为前端电源提供负基准电压。MAX828/MAX829电荷泵提供负基准电压，降低功耗，提高偏置电源可靠性。

在电信应用中，特别是整流器应用（或前端电源），初级侧控制电路（运算放大器）需要一个负基准电压，以提高共模抗扰度。该值约为2V至3V，无需稳压。负电压的功耗可以忽略不计。实现这种负基准电压的一种简单方法是使用三二极管压降（见图1）。

图1.产生负基准电压的典型分立方法

乍一看，这个电路似乎是一种简单而便宜的解决方案。然而，在实践中，由于以下原因，它并不便宜：（1）二极管D2至D4必须具有与D1相同的额定电流。这是因为这些二极管承载的电流与D1相同，即使-Ref提供的电流可以忽略不计。（2）由于大纹波电流通过D2、D3和D4，三个二极管两端的电压不是恒定的;因此，需要较大的电容值（C3，约47μF）来滤除纹波电压。为了获得更平滑的负基准电压（小于300mV纹波），需要另一个滤波器（R1和C4）。（3） 特别是当冷却风扇从初级侧供电时，三个二极管中的额外功耗会导致这些二极管在高环境温度下出现热问题。此外，这些组件占用更多空间并增加制造成本。因此，需要一种简单且节省空间的解决方案来降低功耗，从而提高偏置电源的可靠性。

图2所示为采用Maxim节省空间的高效电荷泵产品MAX828/MAX829的简单方案。MAX828设计用于0°C至+75°C，MAX829设计用于-40°C至+85°C。

图2.-采用MAX828/MAX829电荷泵IC的参考电路。

注意，R1和R2是电阻分压器，以防初级偏置电压超过5.5V。C3是滤波电容。如果初级侧偏置电压小于5.5V，则可以省略这些元件。这种实现负基准电压的优点如下：（1）节省空间。由于-Ref仅提供几个微小的充足电流，因此电容器C3、C4和C5的尺寸可以是0603，电阻R1和R2的尺寸可以是0804。MAX828/MAX829采用微型SOT23-5封装。（2）可靠性高。这是因为负基准电压源电路中的功耗非常小。（3） -参考不再依赖于温度。在以前的实现中，二极管压降是温度和负载电流的函数。

举个例子：对于+5V初级偏置的-2V/12mA负基准电压，R1 = 1kΩ，R2 = 910Ω，C3 = C4 = C5 = 0.022μF/16V （0603）。在2mA输出电流下，效率约为90% （数据手册所述）。

审核编辑：郭婷