ZHCSEO7D October 2015 – October 2025 LM27761
PRODUCTION DATA
7.2.2.1 電荷泵電壓逆變器
LM27761 的主要應用是生成穩壓負電源電壓。電壓逆變器電路僅使用三個外部電容器，而 LDO 穩壓器電路則使用一個額外的輸出電容器。
LM27761 的電壓逆變器部分包含四個大型 CMOS 開關，這些開關按順序切換，從而實現輸入電源電壓的逆變。能量的傳輸與儲存則由外部電容器完成。圖 7-2 展示了電壓開關 S2 和 S4 斷開。在第二個時間間隔內，S1 和 S3 斷開；同時，S2 和 S4 閉合，C1 為 C3 充電。經過多個周期后，C3 上的電壓會被轉換并疊加到 VIN 上。由于 C3 的陽極接地，因此當沒有負載電流時，C3 陰極的輸出等于 –(VIN)。添加負載后，輸出壓降由寄生電阻（MOSFET 開關的 RDSON 和電容器的等效串聯電阻 (ESR)）和電容器之間的電荷傳輸損耗決定。
圖 7-2 電壓逆變原理此電路的輸出特性可通過與電阻串聯的理想電壓源來近似計算。電壓源等于 –(VIN)。輸出電阻 ROUT 是內部 MOSFET 開關的導通電阻、振蕩器頻率、電容以及 C1 和 C3 的 ESR 的函數。由于對 C1 進行充電和放電的開關電流大約是輸出電流的兩倍，泵電容器 C1 的 ESR 在輸出電阻中的影響被放大了四倍。電荷泵輸出電容器 C3 以大約等于輸出電流的電流進行充電和放電；因此，ESR 在輸出電阻中只計算一次。電荷泵 ROUT 的一個良好近似如 方程式 1 所示：
方程式 1. ROUT = (2 × RSW) + [1 / (?SW × C)] + (4 × ESRC1) + ESRCOUT
其中
- RSW 是內部 MOSFET 開關導通電阻的總和，如圖 7-2 所示。
使用高電容、低 ESR 的陶瓷電容器能夠降低輸出電阻。