LM2681开关电容电压转换器
1999年3月
LM2681
开关电容电压转换器
概述
该LM2681的CMOS电荷泵电压转换器能操作
将起电压倍增为在范围内的输入电压
+ 2.5V至+ 5.5V 。两个低成本电容器和二极管
（在启动期间需要的话）被用在这个电路中，以提供向上
到20 mA的输出电流。的LM2681也可以作为一个
分压器在+ 1.8V的范围内分割的电压
+ 11V的一半。
的LM2681工作在160千赫兹振荡器的频率，以重新
领袖输出电阻和电压纹波。有操作
目前仅550 μA （运行效率大于90 ％
与大多数负载）的LM2681提供了理想的性能
电池供电系统。该器件采用SOT- 23-6封装
年龄。
特点
n
n
n
n
双打或拆分输入电源电压
SOT23-6封装
典型15Ω输出阻抗
在20mA 90 ％的典型转换效率
应用
n
n
n
n
n
n
手机
寻呼机
掌上电脑
运算放大器电源供应器
接口电源供应商
手持式仪器
基本应用电路
倍压
DS100965-1
拆分V
in
在半
DS100965-2
1999美国国家半导体公司
DS100965
www.national.com
绝对最大额定值
（注1 ）
如果是用于军事/航空航天特定网络版设备是必需的，
请向美国国家半导体销售办事处/
经销商咨询具体可用性和规格。
电源电压（V +至GND或GND为OUT）
V +和OUT连续输出电流
输出短路持续时间至GND （注2 ）
连续功率
耗散（T
A
= 25℃ ）（注3）
5.8V
30毫安
1秒。
600毫瓦
T
JMAX
（注3）
θ
JA
（注3）
工作结温
范围
存储温度范围
铅温度。 （焊接， 10秒）
ESD额定值
150C
210C/W
-40 °至85°C
-65 ° C至+ 150°C
300C
2kV
电气特性
在标准字体限为T
J
= 25°C ，而在极限
粗体
则适用于整个工作温度范围内。非
少另有规定： V + = 5V ，C
1
= C
2
= 3.3 μF 。 （注4 ）
符号
V+
I
Q
I
L
R
SW
R
OUT
f
OSC
f
SW
P
EFF
参数
电源电压
电源电流
输出电流
中的R总和
DS （ ON）
之四
内部MOSFET开关
输出电阻（注5 ）
振荡器频率
开关频率
功率英法fi效率
I
L
= 20毫安
I
L
= 20毫安
（注6 ）
（注6 ）
R
L
GND之间（ 1.0K ）
OUT
I
L
= 20 mA至GND
空载
80
40
86
空载
20
8
15
160
80
93
90
99
99.96
%
16
40
条件
民
2.5
550
典型值
最大
5.5
1000
单位
V
A
mA
千赫
千赫
%
V
OEFF
电压转换效率
注1 ：
绝对最大额定值指示超出这可能会损坏设备的限制。操作设备时的电气规范不适用
超出其额定工作条件。
注2 ：
OUT可能短路到GND一秒而不损坏。然而，短路输出到V + ，可能会损坏设备，应加以避免。此外，对于温
peratures以上85℃时，OUT不能被短路至GND或V +时，或可能导致设备损坏。
注3 ：
最大允许功耗是通过使用P计算
DMAX
= (T
JMAX
T
A
)/θ
JA
，其中t
JMAX
是最大结温，T
A
为
环境温度，并
θ
JA
是指定包的结点至环境热阻。
注4 ：
在测试电路中，用电容器C
1
和C
2
是3.3 μF ， 0.3Ω最大ESR电容。电容器具有较高的ESR会增加输出电阻，减小输出
电压和效率。
注5 ：
指定的输出电阻包括内部开关电阻和电容的ESR 。看到正电压倍增器的应用程序的细节信息。
注6 ：
输出开关在一半的振荡频率操作中，f
OSC
= 2f
SW
.
www.national.com
2
测试电路
DS100965-3
图1 LM2681测试电路
典型性能特性
供应电流与
电源电压
（图1中的电路， V + = 5V ，除非另有规定）
供应电流与
温度
DS100965-4
DS100965-5
输出源
电阻与电源
电压
输出源
电阻与
温度
DS100965-6
DS100965-7
3
www.national.com
典型性能特性
指定） （续）
输出电压降
与负载电流
除非另有（电路图1 ，V + = 5V
效率与
负载电流
DS100965-9
DS100965-8
振荡器的频率随
电源电压
振荡器的频率随
温度
DS100965-10
DS100965-11
接线图
6引脚SOT （ M6 ）
DS100965-22
实际尺寸
DS100965-13
顶视图包装标记
订购信息
订单号
LM2681M6
LM2681M6X
包
数
MA06A
MA06A
包
记号
S10A （注7 ）
S10A （注7 ）
供货方式
磁带和卷轴（ 250单位/导轨）
磁带和卷轴（ 3000单位/导轨）
注7 ：
第一个字母
″S″
标识部分作为开关电容转换器。接下来的两个数字是设备编号。第四个字母
″A″
指示
档次。只有一个等级是可用的。较大数量的卷轴可根据要求提供。
www.national.com
4
引脚说明
针
1
2
3
4
5
6
名字
倍压
V+
GND
CAP-
GND
OUT
CAP +
电源正极电压输入
电源地输入
该引脚连接到的负端
电荷泵电容
电源地输入
正电压输出
该引脚连接到的正极
电荷泵电容
功能
电压分离
正电压输出
同倍
同倍
同倍
电源正电压
输入
同倍
电路描述
该LM2681包含四个大尺寸CMOS开关，它们是
切换序列两倍的输入电源电压。
能源传输和存储是通过外部电容提供
器。图2示出电压转换方案。
当S
2
和S
4
被关闭，C
1
充电到电源电压
年龄V + 。在这段时间间隔内，开关S
1
和S
3
是
开。在接下来的时间间隔，S
2
和S
4
是开放的;在
同时，S
1
和S
3
闭合时，输入的总和电压
年龄V +和C两端的电压
1
给人的2V +输出电压
老化时没有载荷。输出电压下降时，一
负荷增加是由寄生电阻测定（R
d-
秒（上）
所述MOSFET开关和电容器的ESR ）的
和电容器之间的电荷转移损失。细节
在下面的应用程序的信息部分进行讨论。
等于输出电流，因此，它的ESR只计算
一旦在输出电阻。为R的很好的近似
OUT
是：
其中R
SW
是内部的导通电阻之和
在图2所示的MOSFET开关。
的峰 - 峰输出电压纹波由确定
振荡器的频率时，输出的电容和ESR
电容C
2
:
DS100965-14
图2.电压倍增原理
高容量，低ESR的电容能够显着降低
输出reslistance和电压纹波。
肖特基二极管D
1
只需要启动。该间
内部振荡器电路使用OUT引脚与GND引脚。电压
跨OUT和GND年龄必须大于1.8V ，以保证
振荡器的操作。在启动过程中，D
1
用于
充电OUT引脚上的电压来启动振荡器;
还，它保护设备从转轮自身的寄生
二极管和潜在的锁定行动。因此，肖特基二
颂歌
1
应该有足够的电流承载能力，以
对输出电容充电，在启动时，以及低的换
病房电压，以防止内部寄生二极管从
开启式。像1N5817肖特基二极管，可用于
大多数应用。如果输入电压斜坡低于10V /
毫秒，可以使用更小的肖特基二极管，像MBR0520LT1
减小电路的尺寸。
SPLIT V +的一半
在基本应用中所示的另一个有趣的应用程序
化的电路是使用LM2681作为精密电压的二
vider 。 。该电路可以从电压倍增器来导出
通过切换输入和输出连接。在电压
除法器，输入电压施加在整个OUT引脚和
GND引脚（分别是电源轨的内部振荡器） ，
因此，没有启动二极管是必要的。另外，由于
每个开关的关断电压等于V
in
/ 2 ，输入电压
可以升高到+ 11V 。
应用信息
正电压DOUBLER
该LM2681的主要应用是加倍的输入
电压。输入电源电压范围为2.5V至
5.5V.
该电路的输出特性可以近似
由一个理想电压源串联一个电阻。该
电压源等于2V + 。输出电阻R
OUT
是
内部MOSFET的导通电阻的作用
开关，振荡器的频率，电容和ESR
的C
1
和C
2
。由于开关电流充电和显示
充电
1
大约两倍的输出电流，该
泵浦电容器C的ESR的效果
1
将多
四，在输出电阻合股。输出电容
C
2
正在充电并且在电流大约排出
5
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LM2681开关电容电压转换器
1999年3月
LM2681
开关电容电压转换器
概述
该LM2681的CMOS电荷泵电压转换器能操作
将起电压倍增为在范围内的输入电压
+ 2.5V至+ 5.5V 。两个低成本电容器和二极管
（在启动期间需要的话）被用在这个电路中，以提供向上
到20 mA的输出电流。的LM2681也可以作为一个
分压器在+ 1.8V的范围内分割的电压
+ 11V的一半。
的LM2681工作在160千赫兹振荡器的频率，以重新
领袖输出电阻和电压纹波。有操作
目前仅550 μA （运行效率大于90 ％
与大多数负载）的LM2681提供了理想的性能
电池供电系统。该器件采用SOT- 23-6封装
年龄。
特点
n
n
n
n
双打或拆分输入电源电压
SOT23-6封装
典型15Ω输出阻抗
在20mA 90 ％的典型转换效率
应用
n
n
n
n
n
n
手机
寻呼机
掌上电脑
运算放大器电源供应器
接口电源供应商
手持式仪器
基本应用电路
倍压
DS100965-1
拆分V
in
在半
DS100965-2
1999美国国家半导体公司
DS100965
www.national.com
绝对最大额定值
（注1 ）
如果是用于军事/航空航天特定网络版设备是必需的，
请向美国国家半导体销售办事处/
经销商咨询具体可用性和规格。
电源电压（V +至GND或GND为OUT）
V +和OUT连续输出电流
输出短路持续时间至GND （注2 ）
连续功率
耗散（T
A
= 25℃ ）（注3）
5.8V
30毫安
1秒。
600毫瓦
T
JMAX
（注3）
θ
JA
（注3）
工作结温
范围
存储温度范围
铅温度。 （焊接， 10秒）
ESD额定值
150C
210C/W
-40 °至85°C
-65 ° C至+ 150°C
300C
2kV
电气特性
在标准字体限为T
J
= 25°C ，而在极限
粗体
则适用于整个工作温度范围内。非
少另有规定： V + = 5V ，C
1
= C
2
= 3.3 μF 。 （注4 ）
符号
V+
I
Q
I
L
R
SW
R
OUT
f
OSC
f
SW
P
EFF
参数
电源电压
电源电流
输出电流
中的R总和
DS （ ON）
之四
内部MOSFET开关
输出电阻（注5 ）
振荡器频率
开关频率
功率英法fi效率
I
L
= 20毫安
I
L
= 20毫安
（注6 ）
（注6 ）
R
L
GND之间（ 1.0K ）
OUT
I
L
= 20 mA至GND
空载
80
40
86
空载
20
8
15
160
80
93
90
99
99.96
%
16
40
条件
民
2.5
550
典型值
最大
5.5
1000
单位
V
A
mA
千赫
千赫
%
V
OEFF
电压转换效率
注1 ：
绝对最大额定值指示超出这可能会损坏设备的限制。操作设备时的电气规范不适用
超出其额定工作条件。
注2 ：
OUT可能短路到GND一秒而不损坏。然而，短路输出到V + ，可能会损坏设备，应加以避免。此外，对于温
peratures以上85℃时，OUT不能被短路至GND或V +时，或可能导致设备损坏。
注3 ：
最大允许功耗是通过使用P计算
DMAX
= (T
JMAX
T
A
)/θ
JA
，其中t
JMAX
是最大结温，T
A
为
环境温度，并
θ
JA
是指定包的结点至环境热阻。
注4 ：
在测试电路中，用电容器C
1
和C
2
是3.3 μF ， 0.3Ω最大ESR电容。电容器具有较高的ESR会增加输出电阻，减小输出
电压和效率。
注5 ：
指定的输出电阻包括内部开关电阻和电容的ESR 。看到正电压倍增器的应用程序的细节信息。
注6 ：
输出开关在一半的振荡频率操作中，f
OSC
= 2f
SW
.
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2
测试电路
DS100965-3
图1 LM2681测试电路
典型性能特性
供应电流与
电源电压
（图1中的电路， V + = 5V ，除非另有规定）
供应电流与
温度
DS100965-4
DS100965-5
输出源
电阻与电源
电压
输出源
电阻与
温度
DS100965-6
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3
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典型性能特性
指定） （续）
输出电压降
与负载电流
除非另有（电路图1 ，V + = 5V
效率与
负载电流
DS100965-9
DS100965-8
振荡器的频率随
电源电压
振荡器的频率随
温度
DS100965-10
DS100965-11
接线图
6引脚SOT （ M6 ）
DS100965-22
实际尺寸
DS100965-13
顶视图包装标记
订购信息
订单号
LM2681M6
LM2681M6X
包
数
MA06A
MA06A
包
记号
S10A （注7 ）
S10A （注7 ）
供货方式
磁带和卷轴（ 250单位/导轨）
磁带和卷轴（ 3000单位/导轨）
注7 ：
第一个字母
″S″
标识部分作为开关电容转换器。接下来的两个数字是设备编号。第四个字母
″A″
指示
档次。只有一个等级是可用的。较大数量的卷轴可根据要求提供。
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4
引脚说明
针
1
2
3
4
5
6
名字
倍压
V+
GND
CAP-
GND
OUT
CAP +
电源正极电压输入
电源地输入
该引脚连接到的负端
电荷泵电容
电源地输入
正电压输出
该引脚连接到的正极
电荷泵电容
功能
电压分离
正电压输出
同倍
同倍
同倍
电源正电压
输入
同倍
电路描述
该LM2681包含四个大尺寸CMOS开关，它们是
切换序列两倍的输入电源电压。
能源传输和存储是通过外部电容提供
器。图2示出电压转换方案。
当S
2
和S
4
被关闭，C
1
充电到电源电压
年龄V + 。在这段时间间隔内，开关S
1
和S
3
是
开。在接下来的时间间隔，S
2
和S
4
是开放的;在
同时，S
1
和S
3
闭合时，输入的总和电压
年龄V +和C两端的电压
1
给人的2V +输出电压
老化时没有载荷。输出电压下降时，一
负荷增加是由寄生电阻测定（R
d-
秒（上）
所述MOSFET开关和电容器的ESR ）的
和电容器之间的电荷转移损失。细节
在下面的应用程序的信息部分进行讨论。
等于输出电流，因此，它的ESR只计算
一旦在输出电阻。为R的很好的近似
OUT
是：
其中R
SW
是内部的导通电阻之和
在图2所示的MOSFET开关。
的峰 - 峰输出电压纹波由确定
振荡器的频率时，输出的电容和ESR
电容C
2
:
DS100965-14
图2.电压倍增原理
高容量，低ESR的电容能够显着降低
输出reslistance和电压纹波。
肖特基二极管D
1
只需要启动。该间
内部振荡器电路使用OUT引脚与GND引脚。电压
跨OUT和GND年龄必须大于1.8V ，以保证
振荡器的操作。在启动过程中，D
1
用于
充电OUT引脚上的电压来启动振荡器;
还，它保护设备从转轮自身的寄生
二极管和潜在的锁定行动。因此，肖特基二
颂歌
1
应该有足够的电流承载能力，以
对输出电容充电，在启动时，以及低的换
病房电压，以防止内部寄生二极管从
开启式。像1N5817肖特基二极管，可用于
大多数应用。如果输入电压斜坡低于10V /
毫秒，可以使用更小的肖特基二极管，像MBR0520LT1
减小电路的尺寸。
SPLIT V +的一半
在基本应用中所示的另一个有趣的应用程序
化的电路是使用LM2681作为精密电压的二
vider 。 。该电路可以从电压倍增器来导出
通过切换输入和输出连接。在电压
除法器，输入电压施加在整个OUT引脚和
GND引脚（分别是电源轨的内部振荡器） ，
因此，没有启动二极管是必要的。另外，由于
每个开关的关断电压等于V
in
/ 2 ，输入电压
可以升高到+ 11V 。
应用信息
正电压DOUBLER
该LM2681的主要应用是加倍的输入
电压。输入电源电压范围为2.5V至
5.5V.
该电路的输出特性可以近似
由一个理想电压源串联一个电阻。该
电压源等于2V + 。输出电阻R
OUT
是
内部MOSFET的导通电阻的作用
开关，振荡器的频率，电容和ESR
的C
1
和C
2
。由于开关电流充电和显示
充电
1
大约两倍的输出电流，该
泵浦电容器C的ESR的效果
1
将多
四，在输出电阻合股。输出电容
C
2
正在充电并且在电流大约排出
5
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