LTC660:100mA CMOS电压转换器

特性

■ 5V到-5V电源的简单转换

■ 输出驱动：100mA

■ 路线：6.5Ω （100mA时损耗0.65V）

■ BOOST引脚（引脚1）用于更高的开关频率

■ 反转和加倍模式

■ 最小开路电压转换效率：99%

■ 100mA负载下的典型功率转换效率：88%

■ 易于使用

应用

■ 5V到±5V电源的转换

■ 廉价的负供应

■ 数据采集系统

■ 大电流升级到LTC1044或LTC7660

描述

LTC®660是单片CMOS开关电容电压转换器。它执行电源电压从1.5V到5.5V的输入范围从正到负的转换，从而产生-1.5V到-5.5V的互补输出电压。它还可以在2.5V至5.5V的输入电压范围内执行倍增，从而产生5V至11V的倍增输出电压。充油泵和充油箱功能只需要两个外部电容器。

转换器有一个内部振荡器，当连接到电容器时，可以由外部时钟过驱动或减速。振荡器在空载时以10kHz的频率运行。如果将BOOST引脚连接到V+，也可以获得音频带外的更高频率。

LTC660包含一个内部振荡器，除以二，电压电平移位器和四个功率MOSFET。

工作原理

为了理解LTC660的工作原理，请查看一个基本的开关电容器构建块。在图2中，当开关处于左侧位置时，电容器C1将充电至电压V1。C1的总费用为q1=C1V1。然后，开关向右移动，将C1放电至电压V2。在该放电时间之后，C1上的电荷为q2=C1V2。注意，电荷已经从源V1转移到输出V2。转移的费用金额为：

如果开关每秒循环“f”次，则单位时间（即电流）的电荷转移为：

根据电压和阻抗等效性重写，

定义了一个新的变量REQUIV，使得REQUIV=1/fC1。因此，开关电容器网络的等效电路如图3所示。图4显示，LTC660具有与基本开关电容器构建块相同的开关作用。

图1:测试电路

图2:开关电容器积木

图3:开关电容等效电路

图4:LTC660开关电容式电压互感器框图

这种简化的电路不包括开关的有限导通电阻和输出电压纹波，但它对设备的工作原理有直观的感觉。例如，如果你研究功率转换效率与频率的关系，这个简单的理论将解释LTC660的行为。损耗和效率由输出阻抗决定。随着频率的降低，输出阻抗最终将由1/fC1项主导，电压损耗将上升，从而降低效率。随着频率的增加，静态电流也会增加。在高频下，电流损失变得显著，功率效率开始降低。

LTC660振荡器频率设计为在电压损失最小的情况下运行。对于外部150µF电容器，有效输出阻抗由内部开关电阻和电容器ESR决定。

LV（引脚6）

LTC660的内部逻辑在V+和LV（引脚6）之间运行。对于V+≥3V的电压，内部开关将低压对地短路（引脚3）。对于V+<3V，低压引脚应接地。对于V+≥3V，低压引脚可以接地或保持浮动。

OSC（引脚7）和BOOST（引脚1）

开关频率可以升高、降低或由外部电源驱动。图5显示了振荡器电路的功能图。

图5:振荡器

图6:外部计时

通过将BOOST引脚（引脚1）连接到V+，充电和放电电流增加，因此频率增加了大约四倍半。提高频率将降低高负载电流的输出阻抗和纹波。

用更大的电容加载引脚7会降低频率。使用BOOST（引脚1）和引脚7上的外部电容，用户可以在很宽的范围内选择频率。

通过驱动引脚7并保持BOOST引脚打开，可以很容易地从外部频率源驱动LTC660，如图6所示。引脚7的输出电流很小，通常为1.1µA至8µA，因此逻辑门能够驱动该电流。（CMOS逻辑门可用于驱动OSC引脚。）对于5V应用，只需添加外部上拉电阻即可使用TTL逻辑门（见图6）。