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2026/9/4 23:18:05
ADM660ARZ-REEL7：CMOS开关电容电压转换器深度解析
在单电源供电的便携式仪表、数据采集系统和运算放大器电路中，获得稳定的负电源轨或倍压输出往往是设计中的关键需求。传统的电感式DC-DC转换器虽然功率密度高，但外部元件较多且可能引入开关噪声。Analog Devices推出的ADM660ARZ-REEL7，是一款CMOS开关电容电压转换器，在SOIC-8小型封装内集成了电压反相和倍压功能，仅需两个外部电容即可实现高达100mA的输出电流，为单电源系统提供了一种简洁高效的电压转换方案。
ADM660ARZ-REEL7是ADI公司推出的一款CMOS开关电容电压转换器，属于ADM660系列。该器件采用8引脚SOIC封装，支持1.5V至7V的输入电压范围，可配置为电压反相（输出-VIN）或倍压（输出2×VIN）两种工作模式，最大输出电流100mA，静态电流典型值600µA。其可选电荷泵频率（25kHz/120kHz）允许设计者在电容尺寸和静态电流之间进行权衡，工作温度范围为-40°C至85°C，与MAX660、MAX665及ICL7660引脚兼容，可提供直接升级路径。
一、核心架构：开关电容电压转换器
ADM660ARZ-REEL7的核心功能是实现输入电压的反相或倍压，基于开关电容（Charge Pump）原理工作。与电感式转换器不同，开关电容方案利用电容器的电荷转移来实现电压转换，无需电感元件。
| 参数 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 品牌 | Analog Devices（亚德诺） | 全球领先的高性能模拟半导体供应商 |
| 功能类型 | 电压反相 / 倍压 | 可配置为VOUT = -VIN或VOUT = 2×VIN |
| 输入电压范围 | 1.5V ~ 7V | 宽输入适应多种电源 |
| 输出电流 | 100mA | 驱动能力充足 |
| 静态电流 | 600µA（典型值） | 低功耗CMOS设计 |
| 开关频率 | 25kHz / 120kHz（可选） | 通过FC引脚选择 |
| 转换效率 | >90%（50mA负载） | 高效率电荷泵 |
| 工作温度 | -40°C ~ 85°C | 工业级温度范围 |
| 封装类型 | SOIC-8（3.90mm宽） | 标准表面贴装封装 |
电压反相与倍压双模式是该器件的核心灵活性。在反相模式下，输入电压+1.5V至+7V可转换为-1.5V至-7V的负输出电压，非常适合在单电源系统中为运放、比较器等器件生成负供电轨。在倍压模式下，2.5V至7V输入可转换为5V至14V输出，适用于需要较高电压驱动的应用。
可选的电荷泵频率（25kHz/120kHz）为设计者提供了优化空间。选择25kHz时建议使用10µF外部电容以降低输出纹波；选择120kHz时电容可减至2.2µF，有利于减小PCB面积。此外，该器件的振荡器频率也可通过OSC引脚外接电容或外部时钟进行控制，进一步增强了灵活性。
高转换效率是该器件在便携应用中的突出优势。在50mA以下输出电流时效率超过90%，100mA输出时仍可保持80%以上的效率，配合600µA的低静态电流，适合电池供电的便携式设备。
二、关键性能特性
ADM660ARZ-REEL7的性能参数在同类电荷泵器件中处于领先水平。
| 性能指标 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 输出电阻 | 9Ω（典型值） | 低输出阻抗，带载能力强 |
| 压降 | 0.3V（30mA负载） | 低压差特性 |
| 电压转换效率 | 99.96%（空载） | 极低的转换损耗 |
| 引脚兼容 | MAX660/MAX665/ICL7660 | 可直接升级替代 |
9Ω的典型输出电阻确保了该器件在100mA负载下仍能维持较好的输出电压稳定度，输出压降较小。0.3V的压降（30mA负载时）表明其在不同工作条件下均有良好的负载调整能力。
引脚兼容性是该器件在选型升级方面的重要价值。ADM660与MAX660、MAX665及ICL7660引脚兼容，可作为这些经典器件的直接升级替代方案，在保持PCB布局不变的前提下获得更优的性能。
三、封装与温度等级
ADM660ARZ-REEL7采用8引脚SOIC封装（3.90mm宽），这是一种标准的小型表面贴装封装形式。
| 封装参数 | 规格 |
|---|---|
| 封装类型 | SOIC-8（3.90mm宽） |
| 引脚间距 | 1.27mm |
| 安装方式 | 表面贴装（SMD） |
| 工作温度 | -40°C ~ 85°C |
SOIC-8封装的特点使其在各类电源设计中应用广泛：
标准尺寸：引脚间距1.27mm，适合手工和自动化焊接
成熟封装：PCB设计资源丰富，供应链成熟
低高度：适合空间受限的便携式设备
该器件的工业级温度范围（-40°C至85°C）使其能够适应从室内仪表到户外设备的多种应用环境。
四、应用场景分析
基于1.5V至7V输入、100mA输出和反相/倍压双模式，ADM660ARZ-REEL7适用于以下电源转换应用场景：
| 应用领域 | 典型场景 | 关键特性匹配 |
|---|---|---|
| 便携式仪器 | 手持万用表、便携式医疗设备 | 单电源转双电源+高转换效率 |
| 运算放大器电源 | 为运放提供负供电轨 | 反相输出+低纹波 |
| 远程数据采集 | 传感器信号调理、隔离供电 | 小封装+低静态电流 |
| 便携式计算机 | 嵌入式系统、外设供电 | 倍压输出+100mA驱动 |
| LCD偏置电源 | 液晶显示驱动 | 倍压输出5V~14V |
在便携式仪器中，ADM660可将单节电池或USB供电（3.3V/5V）转换为正负双电源，为精密运算放大器和模拟前端提供对称供电，仅需两个小尺寸电容即可实现。在远程数据采集设备中，600µA的静态电流和高达90%以上的转换效率，有效延长了电池供电节点的工作时间。在运算放大器电源应用中，其电压反相功能为单电源系统中的运放电路提供负电源轨，且可选的120kHz工作模式允许使用更小的电容以节省PCB面积。
五、总结
ADM660ARZ-REEL7是一款在功能灵活性、转换效率和封装尺寸之间实现了良好平衡的CMOS开关电容电压转换器。
得益于ADI在电源管理领域的技术积累，它在SOIC-8的封装内，集成了电压反相和倍压两种工作模式，支持1.5V至7V的宽输入范围和100mA的输出电流。可选的电荷泵频率（25kHz/120kHz）为设计者在电容尺寸和功耗之间提供了灵活的权衡空间。600µA的低静态电流和超过90%的转换效率，使其特别适合电池供电的便携式设备。作为MAX660、MAX665和ICL7660的引脚兼容升级器件，ADM660为现有设计提供了一条简洁的性能提升路径。
对于正在设计便携式仪器、数据采集系统或需要从单电源生成负电压轨的硬件工程师来说，ADM660ARZ-REEL7凭借其简洁的外部电路、灵活的电压转换功能和成熟的ADI品质，是一款值得纳入电荷泵选型评估的高性价比方案。
ADM660ARZ-REEL7 | Analog Devices | ADI | 电荷泵 | 开关电容电压转换器 | 电压反相器 | 倍压器 | 100mA | SOIC-8 | 工业级 | -40℃~85℃ | 便携式仪器 | 运算放大器电源 | MAX660升级 | ICL7660替代
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