MAX662：高效 +12V 电荷泵 DC - DC 转换器的设计与应用

在电子设计领域，为满足不同设备的供电需求，选择合适的电源转换芯片至关重要。今天，我们就来详细探讨 MAX662 这款 +12V、30mA 输出的电荷泵 DC - DC 转换器，了解它的特性、应用以及设计要点。

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一、MAX662 概述

1. 产品亮点

MAX662 是一款可调节的 +12V、30mA 输出的电荷泵 DC - DC 转换器，它的出现取代了 MAX661。与前代相比，其引脚配置经过优化，有效提升了输出电流性能，因此非常适合新的设计方案。

2. 主要特性

• 输出电压稳定：能提供 ±5% 精度的 +12V 输出电压，满足大多数对电压精度要求较高的应用场景。
• 宽输入电压范围：工作电源电压范围为 4.5V 至 5.5V，具有较强的适应性。
• 小尺寸设计：仅需不到 (0.2in) 的电路板空间，为紧凑型设计提供了便利。
• 免电感设计：不使用电感，仅依靠几个低成本的电容就能实现电源转换，简化了电路设计。
• 低功耗：静态电流低至 320μA，逻辑控制的关机模式下电流仅 70μA，有效降低了功耗。
• 封装形式多样：提供 8 引脚窄 SO 和 DIP 封装，方便不同的安装需求。

二、工作原理剖析

1. 电荷泵工作机制

MAX662 通过内部电荷泵和外部电容来产生 +12V 电压。其工作过程可分为两个阶段：当 S1 开关闭合、S2 开关断开时，电容 C1 和 C2 充电至 Vcc；随后 S1 开关断开、S2 开关闭合，C1 和 C2 串联在 Vcc 和 VOUT 之间，实现电压三倍提升。

2. 输出电压调节

采用脉冲跳跃反馈方案来调节输出电压，使其稳定在 12V ±5%。当输出电压开始下降时，电荷泵启动工作，以维持输出电压的稳定。

3. 振荡器频率

在 (Vcc = 5V)、(IOUT = 30mA) 的条件下，振荡器频率标称值为 400kHz。随着负载电流的增加或输入电源电压的降低，单位时间内的振荡周期数会相应增加。

三、应用场景

1. +12V 闪存编程电源

为字节宽闪存存储器编程提供必要的 +12V 输出，确保闪存编程的稳定性和准确性。

2. 紧凑型 +12V 运算放大器电源

满足运算放大器对 +12V 电源的需求，同时因其小尺寸设计，适合用于空间有限的电路中。

3. 低压系统中的开关 MOSFET

为低压系统中的 MOSFET 提供合适的驱动电压，实现开关功能。

4. 双输出 +12V 和 +20V 电源

通过特定的电路设计，可同时提供 +12V 和 +20V 两种输出电压，满足不同设备的供电需求。

四、电容选择与布局考虑

1. 电容选择

• 电荷泵电容 C1 和 C2：电容值应在 0.22μF 至 1.0μF 之间，推荐使用陶瓷或钽电容。
• 去耦电容 C3：使用 0.1μF 的陶瓷电容，并尽可能靠近芯片放置，以减少噪声干扰。
• 输入和输出电容 C4 和 C5：电容类型对性能有一定影响。为实现最小尺寸，可选用 Sprague 595D745X9016A7 表面贴装电容；为降低纹波，可使用低等效串联电阻（ESR）的通孔陶瓷或钽电容；为降低成本，可选择铝电解或钽电容。

2. 布局要点

由于 MAX662 具有较高的振荡器频率，布局设计至关重要。良好的布局能确保电路的稳定性，并在重负载下维持输出电压的稳定。连接电容的线路应尽可能短，其重要性顺序为：C4、C5、C3、C1、C2。

五、应用电路设计

1. 闪存 EEPROM 编程电源

通过微处理器控制 SHDN 引脚，当 SHDN 为低电平时，输出电压升至 +12V，用于闪存编程；当 SHDN 为高电平时，输出电压通过内部 1k 电阻连接到 Vin。

2. 双输出电源

利用电荷泵电压倍增电路，MAX662 可从单一 +5V 电源产生 +20V 电源，满足不同设备对多种电压的需求。

3. 并联设备

两个 MAX662 可以并联使用，以增加输出驱动能力。在并联时，可根据设备的放置距离选择合适的电容配置。

六、评估套件介绍

MAX662 评估套件（EV 套件）是一个已组装好的表面贴装电路板，方便对 MAX662 进行评估。套件包含一个 3 引脚跳线连接器和分流器，可轻松控制正常运行和关机模式。在使用评估套件时，需注意电源输入电压限制，避免输出短路到地，以及过度加载输出。

七、总结

MAX662 作为一款性能出色的电荷泵 DC - DC 转换器，凭借其稳定的输出电压、小尺寸设计、低功耗等优点，在多种应用场景中表现出色。在设计过程中，合理选择电容和优化布局是确保电路性能的关键。希望通过本文的介绍，能帮助电子工程师更好地了解和应用 MAX662，为电子设计带来更多的可能性。

你在实际应用中是否遇到过类似电源转换芯片的设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。