探索MAX1795/MAX1796/MAX1797：高效升壓DC - DC轉換器的卓越之選

在當今便攜式電子設備飛速發(fā)展的時代，對高效、緊湊且功能強大的電源管理解決方案的需求日益增長。MAX1795/MAX1796/MAX1797系列升壓DC - DC轉換器憑借其獨特的特性和出色的性能，成為了眾多小型便攜式手持設備的理想選擇。

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產(chǎn)品概述

MAX1795/MAX1796/MAX1797是專為小型便攜式手持設備設計的高效升壓DC - DC轉換器。它們具備Maxim的True Shutdown?電路，能在關機時將輸出與輸入完全斷開，提高效率并省去昂貴的外部組件。同時，其專有的LX - 阻尼電路可降低對噪聲敏感應用中的電磁干擾（EMI）。即使DC - DC轉換器處于關機狀態(tài)，電池監(jiān)控比較器（LBI/LBO）仍保持活躍，為系統(tǒng)提供了額外的靈活性。

輸入輸出特性

輸入電壓范圍為 +0.7V至VOUT，VOUT可在 +2V至 +5.5V之間設置，且保證從 +0.85V啟動。這三款器件具有預設的、可通過引腳選擇的5V或3.3V輸出，也可使用兩個外部電阻將輸出調(diào)整到其他電壓。它們的主要區(qū)別在于電流限制，MAX1795、MAX1796和MAX1797的電流限制分別為0.25A、0.5A和1A，可根據(jù)不同負載優(yōu)化外部組件。

封裝優(yōu)勢

所有器件均采用緊湊的8引腳μMAX封裝，高度僅為1.09mm，尺寸是8引腳SO封裝的一半，非常適合對空間要求苛刻的應用。

特性亮點

高效節(jié)能

效率超過95%，靜態(tài)電源電流僅25μA，關機電流低至2μA，能有效延長電池續(xù)航時間，滿足便攜式設備對低功耗的需求。

真關機功能

True Shutdown電路在關機時斷開輸出與輸入的連接，無需外部肖特基二極管，簡化了電路設計，降低了成本。

低噪聲設計

低噪聲抗振鈴特性和LX - 阻尼電路，可減少EMI，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，適用于對噪聲敏感的應用場景。

電池監(jiān)控功能

LBI/LBO比較器在關機時仍能正常工作，可實時監(jiān)控電池狀態(tài)，為系統(tǒng)提供電池電量信息。

應用領域

該系列轉換器廣泛應用于各種便攜式設備，如便攜式數(shù)字音頻播放器、個人數(shù)字助理（PDAs）/掌上電腦、無線手持設備和便攜式終端等。這些設備通常對電源效率、尺寸和電池續(xù)航有較高要求，MAX1795/MAX1796/MAX1797正好滿足了這些需求。

電氣特性分析

輸入輸出電壓

在不同條件下，輸入電壓范圍為1.0V至5.5V，輸出電壓可根據(jù)FB引腳的連接方式設置為3.3V或5V，也可在2.0V至5.5V之間調(diào)整。輸出電壓的穩(wěn)定性和精度在不同溫度和負載條件下都能得到較好的保證。

電流參數(shù)

不同型號的器件在不同負載和輸出電壓下具有不同的穩(wěn)態(tài)輸出電流。例如，在FB = OUT（VOUT = +3.3V）、BATT = +2V的條件下，MAX1796的穩(wěn)態(tài)輸出電流典型值為300mA，MAX1797為550mA。同時，還給出了反饋輸入電流、內(nèi)部MOSFET導通電阻、LX開關電流限制等參數(shù)，這些參數(shù)對于電路設計和性能評估非常重要。

開關特性

LX開關的最大導通時間和最小關斷時間等參數(shù)也有明確規(guī)定，這些參數(shù)影響著轉換器的開關頻率和效率。例如，在VFB = +1V且未達到電流限制時，LX開關的最大導通時間典型值為4μs，最小關斷時間典型值為1μs。

典型工作特性

效率與負載電流關系

通過圖表可以看出，在不同的輸入電壓和輸出電壓條件下，效率隨負載電流的變化情況。一般來說，在合適的負載范圍內(nèi)，效率能達到較高水平，且不同型號的器件在不同負載下的效率表現(xiàn)有所差異。這有助于工程師根據(jù)實際應用需求選擇合適的器件和負載范圍。

其他特性曲線

還給出了空載電池電流與輸入電池電壓、啟動電壓與負載電流、關機閾值與輸入電池電壓等關系曲線，這些曲線為電路設計和性能優(yōu)化提供了重要參考。

引腳說明

詳細工作原理

控制方案

采用獨特的最小關斷時間、電流限制控制方案，結合了脈寬調(diào)制（PWM）器件的高輸出功率和效率以及傳統(tǒng)脈沖跳過控制器的超低靜態(tài)電流。開關頻率取決于負載電流和輸入電壓，最高可達500kHz，且輸出紋波不超過開關電流限制與濾波電容等效串聯(lián)電阻（ESR）的乘積。

同步整流

內(nèi)部同步整流器省去了外部肖特基二極管，降低了成本和電路板空間。在開關周期的關斷時間內(nèi)，P溝道MOSFET導通，分流MOSFET體二極管，顯著提高了轉換效率，最高可達95%。

關機模式

當VSHDN為高電平時，器件進入關機模式，電源電流降至小于2μA。此時，同步整流器斷開輸出與輸入的連接，OUT變?yōu)楦咦杩构?jié)點，LBI/LBO比較器仍保持活躍。通過將LBO連接到SHDN，可在輸入電壓低于預設閾值時自動關機。

BATT/阻尼開關

內(nèi)部阻尼開關可減少LX端的振鈴現(xiàn)象。當電感能量耗盡時，阻尼開關在電感兩端連接一個電阻，快速耗散能量，降低EMI，但不影響VOUT紋波。

輸出電壓設置

可通過將FB引腳連接到GND（5V）或OUT（3.3V）來設置VOUT為3.3V或5.0V，也可使用電阻分壓器從OUT到FB再到GND來調(diào)整輸出電壓。計算公式為(R1 = R2 left[left(V{OUT } / V{FB}right)-1right])，其中(V_{FB}=+1.245V)，VOUT范圍為 +2V至 +5.5V。

低電池檢測

芯片內(nèi)部包含用于低電池檢測的比較器。當LBI電壓高于0.85V時，LBO（開漏輸出）向GND灌電流；當LBI電壓低于0.85V時，LBO變?yōu)楦咦杩埂BI/LBO功能在關機時仍可工作，可通過電阻分壓器設置低電池監(jiān)控閾值。

應用設計要點

電感選擇

一般來說，22μH的電感在大多數(shù)應用中表現(xiàn)良好，也可使用10μH至47μH范圍內(nèi)的電感。較小的電感值可減小電路尺寸，但輸出電流能力較低；較大的電感值輸出電流能力較高，但物理尺寸較大。電感的增量飽和電流額定值應大于開關電流峰值限制，可允許一定程度的飽和以略微降低效率。

電容選擇

輸入旁路電容和輸出濾波電容的ESR會影響效率和輸出紋波。建議使用鉭或聚合物電容，輸出電壓紋波是電感峰值電流與輸出電容ESR的乘積?？赏ㄟ^并聯(lián)0.1μF陶瓷電容來降低高頻輸出噪聲。

PCB布局和接地

精心的印刷電路板布局對于減少接地反彈和噪聲至關重要。應保持IC的GND引腳與輸入輸出濾波電容的接地引腳距離小于0.2英寸（5mm），并盡量縮短FB和LX引腳的連接長度。使用接地平面并將IC的GND引腳直接焊接到接地平面，可提高輸出功率和效率，降低輸出紋波電壓。

總之，MAX1795/MAX1796/MAX1797系列升壓DC - DC轉換器以其高效、緊湊、功能豐富的特點，為便攜式電子設備的電源設計提供了優(yōu)秀的解決方案。在實際應用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇器件和外部組件，并注意PCB布局和接地等細節(jié)，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用過程中是否遇到過類似器件的設計挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。