早期的电荷泵式电压反转器其输出电压不稳压，并且输出的负电压不能设定，只能是V\(_{OUT}\)=-V\(_{IN}\)。近年来，开发出输出稳压、输出负电压可由用户设定的新型电荷泵电压反转器，这就是本文要介绍的MAX1673。
该器件主要特点是：输入电压为2～5.5V，输出的负电压由用户设定，其最大的负电压为-V\(_{IN}\)；最大电流可达125mA；有两种不同的稳压方法，可由用户选择；有关闭输出控制，在关闭状态时，耗电小于1μA。
结构与工作原理
MAX1673的结构框图如图1所示，其虚线框内的结构为电荷泵反转器基本电路，其余部分为输出电压设定电路及两种稳压（电压调节）电路。
该电路由振荡器、反相器、两组由MOSFET组成的模拟开关（S1、S2及S3、S4）、外接的泵电容C1和输出电容C\(_{OUT}\)（请注意，S5开关在基本电路中并不需要，可以认为振荡器直接控制S1、S2）。
模拟开关由振荡器输出的50%占空比的脉冲来控制：高电平时，模拟开关通；低电平时，模拟开关断。另外，振荡器通过反相器后来控制模拟开关S3、S4。这样，当S1、S2通时，S3、S4断；S1、S2断时，S3、S4通。
在图1的时刻：振荡器输出高电平（经反相器后输出低电平），则S1、S2通、S3、S4断。V\(_{IN}\)通过S1、S2向C1泵电容充电。在另一个半周时，S1、S2断，S3、S4通，则C1向C\(_{OUT}\)放电（上正下负）。当振荡器以高频驱动开关通断，其结果是使V\(_{OUT}\)≈-V\(_{IN}\)。电容C1从V\(_{IN}\)泵入电荷后向C\(_{OUT}\)泵出，所以C1称为泵电容，而整个电路称之为电荷泵电路。并且可以看出，这个电荷泵电路本身是不稳压的，因为模拟开关在导通时有一定的导通电阻R\(_{DS（ON）}\)，当有输出负载电流时，输出电压将随I\(_{OUT}\)增大而下降。
该器件有两种稳压方式：改变电荷泵充电回路的电阻，即改变其时间常数方式；改变振荡器的工作方式，使其间歇式振荡。当在LIN/————SKIP端加高电平（>0.7V\(_{IN}\)）时，稳压方式选择电路使开关S6处于向上的位置，采用LIN稳压方式；当在LIN/端加低电平（<0.3V\(_{IN}\)）时，稳压方式选择电路使开关S6处于向下的位置，采用SKIP稳压方式。
LIN为Linear的缩写，是线性稳压方式。它通过R1、R2分压器电阻，接在FB反馈端，通过误差放大器来控制作为模拟开关的MOSFET（VT）的-V\(_{GS}\)的大小来控制其导通电阻R\(_{DS（ON）}\)，如图2所示。当输出电压因负载电流小而要上升时，FB点的电压要大于0（误差放大器的基准电压为0）时，误差放大器输出电压增加，使P沟道MOSFET的-V\(_{GS}\)减小，VT的导通电阻增加，即使充电回路的时间常数增加，充电的电荷减小（如图3所示），则输出电压也随之下降而保持输出稳定。
这种调节方式是线性的，振荡器工作频率不变，其优点是输出噪声小，其缺点是静态电流大，典型值为8mA。
4.SKIP稳压方式
当LIN/SKIP————端置于低电平时，器件处于SKIP稳压方式。SKIP是Skipping的缩写，其中文意思是“跳跃”，指的是振荡器工作是间歇状态，如图4所示。图中t1表示振荡器工作时间，t2表示振荡器停振时间，t1/t2取决于负载电流的大小而定，通过t1/t2变化达到输出电压保持稳定。
这种调节电压方式振荡器不连续工作，所以噪声较大，但静态电流甚小，典型值为35μA。
用户可根据电路对噪声的要求来选择稳压的方式。
管脚排列与功能
MAX1673是8管脚SO封装，其管脚排列如图5所示，各管脚功能如附表所示。
典型应用电路
MAX1673的典型应用电路如图6所示。输入电压5.0V，输出电压-3V。输出电压V\(_{OUT}\)与R1、R2的关系为
V\(_{OUT}\)=-V\(_{REF}\)R2/R1
式中V\(_{REF}\)是基准电压，这是V\(_{IN}\)，也可以单独用一个V\(_{REF}\)电压，其精度要比V\(_{IN}\)作基准电压好些。
在计算R1、R2时，可按R1=V\(_{REF}\)/50μA来计算。已知V\(_{REF}\)=V\(_{IN}\)=5V时，R1=100kΩ，R2可算出60.4kΩ。为保证输出精度，可采用1%精度的金属膜电阻。
C1、C\(_{IN}\)及C\(_{OUT}\)最好都采用多层陶瓷电容，它不仅尺寸小，较稳定，并且等效串联电阻小，不仅噪声小，而且转换效率也高。若输出电容22μF用钽电容，则应再并联一个1μF的多层陶瓷电容。
编者注：有关MAX1673更详细的原厂资料可上网下载：pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX1673.pdf。
（金名）