高效低噪的電源解決方案：MAX77231 超低壓噪聲升壓調節(jié)器

在電子設備的設計中，電源管理模塊的性能往往直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。尤其是在對空間和噪聲要求極高的應用場景下，選擇一款合適的升壓調節(jié)器至關重要。今天，我們就來深入了解一下 Maxim Integrated 推出的 MAX77231 升壓調節(jié)器，看看它是如何在小尺寸下實現超低噪聲輸出的。

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一、MAX77231 概述

MAX77231 專為升壓應用而優(yōu)化，特別適用于對紋波/噪聲要求極低且 PCB 空間有限的場景。它通過 PMOS 線性后置調節(jié)器將輸出紋波和噪聲抑制至 35μVRMS（1MHz 帶寬內），該調節(jié)器設置在升壓調節(jié)器輸出電壓以下 0.5V，在優(yōu)化效率的同時有效抑制噪聲。

二、關鍵特性與優(yōu)勢

1. 超小尺寸解決方案

MAX77231 采用 9 凸點晶圓級封裝（WLP），結合電感和外部電容后，總解決方案尺寸小于 7mm2，為空間受限的設計提供了理想選擇。

2. 超低輸出紋波/噪聲

典型輸出紋波/噪聲僅為 35μVRMS，能夠滿足對噪聲敏感的應用需求，如低噪聲偏置電源和傳感器偏置電源。

3. 靈活的輸出電壓

可提供 11.2V/10mA 的輸出，并且輸出電壓可在工廠進行調整，范圍從 11.2V 到 16.2V，滿足不同應用的電壓要求。

4. 低功耗設計

無負載時的電源電流僅為 125μA，關機時的電源電流小于 1μA，有效降低了系統(tǒng)功耗。

5. 真正的關機負載斷開

在關機時，線性調節(jié)器（LDO）能夠將負載與升壓電路斷開，使輸出電壓降至 0V，實現真正的關機功能。

6. 可選的主動放電功能

用戶可以根據需要選擇是否啟用主動放電功能，增強了設計的靈活性。

三、工作原理

1. 升壓轉換器

MAX77231 的升壓轉換器采用電流限制、最大導通時間和最小關斷時間的 PFM 架構，能夠保證快速的瞬態(tài)響應和穩(wěn)定的運行。當輸出電壓低于 11.7V 時，內部 NMOS 開關將輸入電壓施加到電感上，當電感電流達到 350mA 時，開關斷開，電感將 LX 引腳拉高，直到內部肖特基二極管導通，電感電流通過二極管輸送到升壓輸出端。

2. 線性調節(jié)器

升壓轉換器之后是一個 11.2V 的線性調節(jié)器，它能夠將升壓輸出電流傳遞到負載，同時抑制不需要的紋波和降低噪聲。該線性調節(jié)器能夠提供 50dB 的紋波抑制（1MHz），并且在 100kHz 帶寬內實現 35μVRMS 的噪聲輸出。

四、電氣特性

1. 輸入輸出范圍

輸入電壓范圍為 2.75V 至 4.8V，輸出電壓為 11.2V（可工廠調整至 16.2V），輸出電流為 10mA。

2. 電源電流

關機時的電源電流小于 1μA，無負載時的電源電流為 125μA。

3. 紋波和噪聲

總輸出噪聲和紋波在 100Hz 至 10MHz 范圍內為 35μVRMS，瞬態(tài)負載調節(jié)為 20mVP - P，瞬態(tài)線調節(jié)為 5mVP - P。

五、應用場景

MAX77231 適用于多種對噪聲和空間要求較高的應用場景，如：

• 低噪聲偏置電源：為對噪聲敏感的電路提供穩(wěn)定的偏置電壓。
• 傳感器偏置電源：確保傳感器能夠準確地采集數據，減少噪聲干擾。

六、組件選擇建議

1. 輸入輸出電容

建議使用 X5R 或 X7R 電介質的陶瓷電容，CIN 為 2.2μF/6.3V，COUT 和 CBST 為 2.2μF/25V?？紤]到電容在高電壓下的降額，MAX77231 設計能夠容忍 COUT 和 CBST 降額后最小為 0.22μF 的電容值。

2. 電感

推薦使用 1μH/400mA 的電感，雖然也可以使用高達 10μH 的電感，但在空間受限的應用中，較小的電感值更為合適。不建議使用小于 1μH 的電感，因為較高的 dI/dt 可能會超出電流比較器的限流能力。

七、總結

MAX77231 作為一款高性能的升壓調節(jié)器，憑借其超小尺寸、超低噪聲和靈活的輸出電壓調整能力，為電子工程師在電源設計方面提供了一個優(yōu)秀的解決方案。無論是在對空間和噪聲要求苛刻的移動設備，還是對穩(wěn)定性和可靠性要求較高的工業(yè)應用中，MAX77231 都能夠發(fā)揮出其獨特的優(yōu)勢。你在實際應用中是否遇到過類似的電源設計挑戰(zhàn)？你會考慮選擇 MAX77231 來解決這些問題嗎？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和想法。