在圖1中，由IC1、C1、L1、D1和C2組成的標(biāo)準(zhǔn)升壓轉(zhuǎn)換器除了主輸出外，還產(chǎn)生兩個(gè)輔助電源軌（10V和-5V），并增加了一些小型且成本極低的額外元件。這種電源軌對(duì)于小型手持式儀器中的模擬電路非常有用，這些儀器通常需要超過(guò)信號(hào)范圍的電源電壓。

圖1.向該 5V 升壓轉(zhuǎn)換器添加外部電荷泵可產(chǎn)生 10V 和 -5V 的輔助模擬電源軌。

5V ±2% 的主要穩(wěn)壓輸出由 0.8V 至 5.5V 范圍內(nèi)的輸入電壓（即，來(lái)自 1 至 3 節(jié)電池組）維持。輸入為1.8V （兩節(jié)扁平電池）且其他電源軌空載時(shí)，它可以產(chǎn)生25mA電流，效率高達(dá)80%至90%。

-5V和10V輸出來(lái)自低成本分立電荷泵，由轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)（LX）通過(guò)“跨接電容”C3和C6驅(qū)動(dòng)。LX節(jié)點(diǎn)在0V和高于5V電源軌的一級(jí)二極管壓降之間切換，因此電荷泵的驅(qū)動(dòng)電壓得到了相當(dāng)好的調(diào)節(jié)。此外，D1兩端的壓降在一定程度上補(bǔ)償了兩個(gè)電荷泵輸出中的二極管壓降。

更有用的是IC1在輔助軌上負(fù)載增加時(shí)的行為。其內(nèi)部控制方案（限流、最小關(guān)斷時(shí)間、脈沖頻率調(diào)制）不斷調(diào)整其開(kāi)關(guān)頻率以適應(yīng)從電源軌汲取的凈負(fù)載電流：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，頻率增加，通過(guò)跨接電容器產(chǎn)生更大的能量傳輸。其結(jié)果是電荷泵輸出的一種偽調(diào)節(jié)。

這些模擬電源軌用于驅(qū)動(dòng)精密運(yùn)算放大器，其輸入CMR和輸出范圍在電源軌內(nèi)為2V至3V。因此，如果-5V輸出低于-3V，10V輸出高于8V，則電源軌足夠好。因此，選擇所示元件時(shí)，成本最低，紋波最低，而不是最大調(diào)節(jié)。例如有損RC輸出濾波器，以及選擇硅信號(hào)二極管而不是肖特基二極管。4.7μF 電容器 C4 和 C7 可以是高 ESR、具有 16V 額定值、1206 外殼和 Y5V 電介質(zhì)的商用多層陶瓷類型，例如 AVX 的 1206YG475ZAT2A。

輸出紋波隨電源電壓和輸出負(fù)載而變化。該電路在 1.8V 輸入電壓下工作，在 2V 電源軌的 10mV 至 10mVp-p 負(fù)載范圍內(nèi)產(chǎn)生紋波幅度，對(duì)于 -15V 電源軌，在 30mV 至 5mVp-p 的負(fù)載范圍內(nèi)產(chǎn)生紋波幅度。通過(guò)將C5和C8增加到2.2μF，可以將這些紋波電平分別降低到1mV和5mV。

當(dāng)輔助電源軌空載時(shí)，5V 輸出的最大可用負(fù)載電流隨輸入電源電壓而增加（圖 2）。您可以通過(guò)用損耗較低的肖特基二極管代替D1來(lái)增加此可用輸出功率。輸入為1.8V時(shí)，三個(gè)電源軌（10V時(shí)負(fù)載5mA，5V負(fù)載10mA，-5V負(fù)載5mA）的輸出功率為125mW。基于三節(jié)扁平電池的2.7V輸入產(chǎn)生275mW。

圖2.圖5中1V主輸出的可用負(fù)載電流隨輸入電壓的增加而增加。

圖3.圖10中的標(biāo)稱5V和-1V輔助輸出隨輸出電流而變化，如圖所示。

MAX858工作在125mA的峰值電感電流。如果需要更大的電流，可以用MAX856 （500mA）或MAX756 （1A）代替，它們會(huì)相應(yīng)地調(diào)整可用輸出電流。請(qǐng)注意，這些變化需要不同的無(wú)源元件：電感和主輸出二極管必須針對(duì)電感的峰值電流進(jìn)行額定，但如果電荷泵的輸出電流變化不大，則電荷泵可以保持不變。

也可以保留便宜、常見(jiàn)的商用雙二極管 BAV70 和 BAV99，但詳細(xì)規(guī)格各不相同，因此請(qǐng)仔細(xì)查看您實(shí)際使用的器件的數(shù)據(jù)表。例如，BAV70的直流正向電流（IF）和峰值正向浪涌電流（IFSM為1μs）因制造商而異，如下所示：IF = 200mA;IFSM = 500mA （摩托羅拉）， IF = 600mA;IFSM = 2A （國(guó)家半導(dǎo)體）， IF = 125mA;IFSM = 4A（飛利浦），IF = 250mA;IFSM = 4.5A （Temic）。在所有第二來(lái)源考慮中，這種謹(jǐn)慎可能是可取的。

注意：自最初構(gòu)建此電路以來(lái)，升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器已得到改進(jìn)。考慮在該電路中嘗試MAX1724。它采用更小的封裝（SOT23 與 micromax），消耗的靜態(tài)電流明顯更低，并且由于它包含一個(gè)同步整流器，因此無(wú)需二極管 D1。然而，由于內(nèi)部同步整流器，該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的LX節(jié)點(diǎn)不會(huì)在高于輸出電壓的二極管壓降時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)，這會(huì)使+10V和-5V輸出的幅度比使用原始DC-DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的電壓降低約一個(gè)二極管壓降。

審核編輯：郭婷