Microchip TC962：高性能高电流电荷泵DC - DC转换器解析

在电子设计领域，DC - DC转换器是实现电源转换的关键组件。Microchip推出的TC962高电流电荷泵DC - DC转换器凭借其诸多出色特性，在众多应用场景中脱颖而出。本文将详细介绍这款转换器的特点、应用、电气特性等内容。

文件下载：TC962EPA.pdf

一、TC962的显著特点

1. 兼容性强

TC962与TC7662、ICL7662、SI7661引脚兼容，这意味着在设计中可以方便地进行替代，为工程师提供了更多选择和灵活性。

2. 高输出电流

它能够提供高达80 mA的输出电流，相较于行业标准的TC7662的20 mA，性能有了显著提升，能满足更多对功率要求较高的应用场景。

3. 无需外部二极管

在实现电压转换时，无需额外的外部二极管，简化了电路设计，减少了元件数量，降低了成本和电路板空间。

4. 宽工作范围与低输出阻抗

具备3V至18V的宽工作电压范围，适应多种不同的电源环境。典型输出阻抗低至28Ω，能够更有效地传输电能，减少能量损耗。

5. 去除低电压终端及频率翻倍功能

一些TC7662应用中所需的低电压终端（引脚6）在TC962中被消除。将该引脚接地可使振荡器频率从12 kHz翻倍至24 kHz，从而在大多数应用中使用更小的电容获得相同的输出电流和纹波，进一步节省电路板空间。

6. 片上齐纳应用

引脚1在TC962中是一个电压参考齐纳，在TC962为外部调节器电路提供电流且调节器电路需要参考电压时非常有用。该齐纳在5 mA电流下为6.4V，动态阻抗为12Ω。

二、应用领域广泛

1. 计算机与存储设备

在笔记本电脑和磁盘驱动器中，TC962能够为各种电路模块提供稳定的电源，确保设备的正常运行。

2. 工业仪器

过程仪器对电源的稳定性和精度要求较高，TC962的高性能特性可以满足其需求，保障仪器的准确测量和控制。

3. 控制器应用

基于微处理器（μP）的控制器需要可靠的电源供应，TC962能够提供稳定的电压和足够的电流，保证控制器的稳定工作。

三、设备选型与电气特性

1. 设备选型

TC962提供多种封装和不同的工作温度范围可供选择，例如：	产品编号	封装	工作温度范围
TC962COE	16引脚SOIC宽体封装	0°C至 +70°C
TC962CPA	8引脚塑料DIP封装	0°C至 +70°C
TC962EPA	8引脚塑料DIP封装	-40°C至 +85°C
TC962IJA	8引脚陶瓷DIP封装	-25°C至 +85°C
TC962MJA	8引脚陶瓷DIP封装	-55°C至 +125°C

工程师可以根据具体的应用环境和设计要求选择合适的型号。

2. 电气特性

• 绝对最大额定值：包括电源电压、输入电压、引脚电流、ESD保护、输出短路等参数，使用时需确保不超过这些额定值，以免对器件造成永久性损坏。例如，电源电压（VDD至GND）最大为 +18V，输入电压任何引脚范围为 (VDD + 0.3) 至 (VSS - 0.3) 等。
• 电气规格：在 (V{DD}=15V)、(T{A}=25^{circ}C) 的条件下，给出了如电源电流、输出源电阻、振荡器频率、功率效率、电压效率、齐纳电压和齐纳阻抗等参数的典型值和范围。例如，振荡器频率在引脚6开路时为12 kHz，引脚6接地时为24 kHz；功率效率典型值为97%等。

四、引脚说明与工作原理

1. 引脚说明

不同封装的TC962引脚功能有所不同，但主要功能包括齐纳阴极、外部电容连接、接地、输出电压、频率控制等。例如，在8引脚封装中，引脚1是齐纳阴极，引脚2和4分别连接外部CP电容的正负极等。了解引脚功能对于正确使用TC962至关重要。

2. 工作原理

TC962是一种电容泵（有时也称为开关电容电路），通过四个MOSFET开关控制电容的充电和放电。在一个周期内，SW1和SW2同时导通，将 (C{P}) 充电到电源电压 (V{IN})；在下一个周期，SW1和SW2关闭，经过短暂间隔后SW3和SW4导通，将 (C{P}) 的电荷转移到 (C{R}) 并使极性反转，从而得到负电压。振荡器提供脉冲给触发器，再通过电平转换器驱动开关，其频率可通过引脚7和引脚6进行控制。

五、应用注意事项

1. 闩锁效应

由于所有CMOS结构都包含寄生SCR，使用时必须注意防止任何输入电压超出电源轨，否则会发生闩锁效应，可能导致器件损坏。如不在电源输入端设置电流限制，闩锁现象会造成更严重的后果。

2. 典型特性参考

文档中给出了振荡器频率与电容、电源电流与温度、功率转换效率与负载电流等之间的典型特性曲线。但这些数据是基于有限数量的样本统计得出的，仅作为参考，实际性能不做测试和保证。在设计时，工程师需要根据具体情况进行综合考虑。

六、总结

Microchip的TC962高电流电荷泵DC - DC转换器凭借其高输出电流、宽工作范围、简化的设计等优点，为电子工程师在电源设计方面提供了一个优秀的选择。它适用于多种不同的应用场景，通过合理的选型和正确的使用方法，能够提高电路的性能和稳定性。作为电子工程师，在实际应用中你是否也遇到过类似DC - DC转换器的选型和设计难题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。