开关电容电压反相器MAX828/MAX829的关键特性和应用范围


原标题:开关电容电压反相器MAX828的关键特性和应用范围
一、核心特性解析:以电荷转移技术实现高效负压生成
特性 | 技术参数与优势 | 技术背景与用户价值 |
---|---|---|
1. 开关电容架构 | 无需电感,仅需2个陶瓷电容(C1/C2) | 原理:通过电荷泵周期性切换电容连接(充电/放电),实现电压极性反转(如+5V→-5V)。 |
优势:
无磁性元件:节省PCB面积(如MAX828封装仅3×3mm TDFN)
低EMI:无电感电流突变,适合无线通信模块(如蓝牙耳机)
高集成度:内置开关管与驱动电路,外围仅需2颗电容(如1μF+1μF) |
| 2. 宽输入电压范围 | 2.3V~5.5V(MAX828),1.8V~5.5V(MAX829) | 典型场景:单节锂电池供电(3V~4.2V):MAX828可直接驱动
两节AAA电池(1.8V~3V):MAX829可适配低电压系统
5V USB供电:兼容传统设备(如USB转RS-232模块) |
| 3. 高输出电流能力 | MAX828:50mA(典型值),MAX829:30mA(典型值) | 性能对比:MAX828:驱动能力更强(如为运放提供-5V偏置,可支持2个双通道MAX4042)
MAX829:功耗更低(静态电流仅12μA,适合便携设备) |
| 4. 低静态电流 | MAX828:120μA(工作),MAX829:12μA(工作) | 节能设计:MAX829:在-30mA负载下效率达80%(如智能手环供电,电池寿命延长20%)
MAX828:支持快速启动(200ms内输出稳定,适合工业传感器) |
| 5. 输出电压精度 | ±2%(典型值,无负载时) | 电压稳定性:带载能力:输出电压随负载电流变化<5%(如-5V输出,负载从0mA→30mA,电压变化<0.25V)
温度补偿:内置参考电压源,-40℃~+85℃范围内精度<±3% |
| 6. 封装与保护 | TDFN-6(3×3mm),SC70-6(2×2mm),内置过流/过热保护 | 可靠性设计:过流保护:当输出短路时自动关断(如避免电容击穿)
过热保护:结温>150℃时停止工作,防止芯片损坏 |
二、典型应用场景与选型指南
1. 便携医疗设备
核心需求:
低功耗(延长电池寿命)
小尺寸(适应可穿戴设备)
稳定负压(驱动生物电信号放大器)
推荐型号:
MAX829:用于智能手环ECG模块(1.8V输入,-2.5V输出,功耗仅12μA)
MAX828:用于便携式超声探头(5V输入,-5V输出,驱动50mA负载)
设计案例:
动态心电图仪(Holter):MAX829将单节锂电池(3V)转换为-3V,为仪表放大器(如MAX4042)提供偏置电压,功耗仅12μA,续航提升30%。
2. 工业传感器与仪表
核心需求:
宽电压范围(适配不同供电)
高输出电流(驱动模拟前端)
抗干扰能力(工业噪声环境)
推荐型号:
MAX828:用于4-20mA电流环发送器(-5V偏置电压,驱动50mA负载)
MAX829:用于压力传感器信号调理(3.3V输入,-3.3V输出,低功耗模式)
设计案例:
智能压力变送器:MAX828将5V电源转换为-5V,为运放(如MAX4043)提供双极性电源,支持±10V输入范围,输出精度±0.1%。
3. 消费电子
核心需求:
小型封装(节省PCB空间)
快速启动(即时响应)
低噪声(避免音频干扰)
推荐型号:
MAX829:用于TWS耳机触控检测(-2.5V偏置电压,SC70-6封装仅2×2mm)
MAX828:用于便携式游戏机模拟摇杆(-5V供电,支持快速响应)
设计案例:
无线耳机充电盒:MAX829将锂电池(3.7V)转换为-3V,为霍尔传感器提供偏置电压,检测耳机是否放入,功耗仅12μA,支持超长待机。
4. 通信与测试设备
核心需求:
高效率(减少发热)
稳定输出(避免信号失真)
宽温度范围(-40℃~+85℃)
推荐型号:
MAX828:用于USB转RS-232转换器(-12V输出,驱动MAX232芯片)
MAX829:用于工业级示波器探头(-5V偏置电压,支持-40℃~+125℃)
设计案例:
便携式频谱分析仪:MAX828将5V电源转换为-5V,为运放(如MAX4044)提供双极性电源,支持±10V输入范围,带宽100kHz,噪声<1mVp-p。
三、竞品对比与选型建议
1. 与TI TPS60400系列对比
指标 | MAX828/MAX829 | TI TPS60400系列 | 胜出项 |
---|---|---|---|
输入电压范围 | MAX828:2.3V~5.5V,MAX829:1.8V~5.5V | TPS60400:2.7V~5.5V | MAX829支持更低电压(1.8V) |
输出电流能力 | MAX828:50mA,MAX829:30mA | TPS60400:30mA | MAX828驱动能力更强 |
静态电流 | MAX828:120μA,MAX829:12μA | TPS60400:60μA | MAX829功耗更低 |
封装选项 | TDFN-6(3×3mm),SC70-6(2×2mm) | SOT-23-5(2.9×2.4mm) | MAX829封装更小 |
价格(1k量级) | MAX828: 0.9 | TPS60400:$0.7 | TPS60400成本更低 |
选购建议:
超低功耗/小尺寸场景:优先选MAX829(如智能手环、无线耳机)
高驱动能力需求:选MAX828(如工业传感器、医疗设备)
2. 与ADI LT1054系列对比
指标 | MAX828/MAX829 | ADI LT1054系列 | 胜出项 |
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技术架构 | 开关电容(无电感) | 电感式电荷泵 | MAX828/829无EMI问题 |
输出电流能力 | MAX828:50mA,MAX829:30mA | LT1054:100mA | LT1054驱动能力更强 |
静态电流 | MAX828:120μA,MAX829:12μA | LT1054:2mA | MAX828/829功耗降低95% |
温度范围 | -40℃~+125℃(MAX829) | -40℃~+85℃ | MAX829支持工业级温度 |
价格(1k量级) | MAX828: 0.9 | LT1054:$2.5 | MAX828/829性价比更高 |
结论:
工业/汽车级应用:选MAX828/829(支持-40℃~+125℃,无EMI问题)
高电流需求:ADI LT1054可满足(但需接受电感体积与EMI问题)
四、设计注意事项与优化建议
电容选择:
输入电容(C1):建议使用X7R/X5R陶瓷电容(1μF~10μF),ESR<1Ω
输出电容(C2):建议使用X7R陶瓷电容(1μF~10μF),避免钽电容(漏电流大)
布局优化:
输入/输出走线:保持短而宽(如5mil宽度,10mil间距),避免与高频信号线平行
接地设计:将模拟地与数字地通过0Ω电阻单点连接,减少噪声耦合
启动时间:
MAX828/829启动时间约200ms,若需快速响应,可并联小电容(如0.1μF)至输出端
负载瞬态响应:
当负载电流突变时,输出电压可能跌落<100mV(如30mA→0mA),可通过增大输出电容(如10μF)改善
五、总结:MAX828/MAX829的核心竞争力
无电感设计:
节省PCB面积(如MAX829封装仅2×2mm),适合可穿戴设备与便携仪器。
宽电压与低功耗:
MAX829支持1.8V输入,静态电流仅12μA,适合电池供电场景。
工业级可靠性:
支持-40℃~+125℃温度范围,内置过流/过热保护,适合汽车与工业应用。
一句话推荐:
消费电子/便携设备:MAX829(超低功耗+小封装,适合智能手环、无线耳机)
工业/医疗设备:MAX828(高驱动能力+宽电压范围,适合传感器、仪表)
附录:MAX828/MAX829选型速查表
型号 | 输入电压范围 | 输出电流 | 静态电流 | 典型应用 |
---|---|---|---|---|
MAX828 | 2.3V~5.5V | 50mA | 120μA | 工业传感器、医疗设备 |
MAX829 | 1.8V~5.5V | 30mA | 12μA | 智能手环、无线耳机、便携仪表 |
责任编辑:David
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