MAX732/MAX733：高效升壓電流模式PWM調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。今天我們要探討的是MAXIM公司的兩款升壓電流模式PWM調(diào)節(jié)器——MAX732和MAX733，它們?cè)?a target="_blank">電源轉(zhuǎn)換方面有著出色的表現(xiàn)。

文件下載：MAX732.pdf

一、產(chǎn)品概述

MAX732和MAX733是CMOS升壓DC - DC開關(guān)模式調(diào)節(jié)器。MAX732是+12V調(diào)節(jié)器，輸入電壓范圍為4.0V至9.3V，可提供高達(dá)200mA的直流電流；MAX733是+15V調(diào)節(jié)器，輸入電壓范圍為4.0V至11.0V，可提供高達(dá)125mA的電流。它們的典型滿載效率在85%至92%之間，僅需一個(gè)50μH的電感器就能在整個(gè)工作范圍內(nèi)正常工作，無需進(jìn)行與電感相關(guān)的復(fù)雜設(shè)計(jì)。同時(shí)，在溫度、線路和負(fù)載變化的情況下，也能保證輸出精度。

二、產(chǎn)品特性

（一）高性能指標(biāo)

1. 高負(fù)載電流：無需外部MOSFET，MAX732可保證200mA的負(fù)載電流，MAX733可保證125mA的負(fù)載電流。
2. 高頻PWM：采用170kHz的高頻電流模式PWM，便于對(duì)紋波和噪聲進(jìn)行濾波，同時(shí)允許使用小型外部組件。
3. 高轉(zhuǎn)換效率：典型滿載效率在85%至92%之間，能有效降低功耗。
4. 保護(hù)功能：具備過流和軟啟動(dòng)保護(hù)功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）多種封裝形式

提供8引腳DIP和16引腳寬體SO封裝，方便不同應(yīng)用場(chǎng)景的選擇。

三、電氣特性

（一）輸出電壓

MAX732在不同輸入電壓和負(fù)載電流條件下，輸出電壓穩(wěn)定在11.40V至12.60V之間；MAX733輸出電壓穩(wěn)定在14.25V至15.75V之間。

（二）線路和負(fù)載調(diào)節(jié)

線路調(diào)節(jié)率在輸入電壓變化時(shí)小于0.20%/V，負(fù)載調(diào)節(jié)率在負(fù)載電流變化時(shí)小于0.0035%/mA，保證了輸出電壓的穩(wěn)定性。

（三）效率和電流

在V+ = 5V，ILOAD = 100mA時(shí)，效率可達(dá)88%。典型無負(fù)載電源電流為1.7mA，待機(jī)電流在6μA至100μA之間。

四、工作原理

（一）PWM控制

采用電流模式脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制系統(tǒng)，結(jié)合簡(jiǎn)單的升壓調(diào)節(jié)器拓?fù)?，?.0V至9.3V（MAX732）或4.0V至11.0V（MAX733）的未調(diào)節(jié)直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的+12V或+15V輸出。

（二）雙反饋回路

控制器由兩個(gè)反饋回路組成：內(nèi)部（電流）回路通過電流感測(cè)電阻和放大器監(jiān)測(cè)開關(guān)電流；外部（電壓）回路通過誤差放大器監(jiān)測(cè)輸出電壓。內(nèi)部回路實(shí)現(xiàn)逐周期電流限制，當(dāng)開關(guān)電流達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)，截?cái)喙β示w管的導(dǎo)通時(shí)間。

（三）可編程軟啟動(dòng)

通過連接到軟啟動(dòng)（SS）引腳的電容器，確保有序上電。充電電容器上的電壓緩慢提高誤差放大器輸出電壓的鉗位，通過緩慢增加逐周期電流限制閾值來限制上電時(shí)的浪涌電流。軟啟動(dòng)時(shí)間可通過選擇不同的電容器來控制。

（四）過流限制

當(dāng)負(fù)載電流超過約1.5A時(shí)，內(nèi)部回路的逐周期電流限制動(dòng)作會(huì)關(guān)閉輸出級(jí)，過流比較器會(huì)向控制邏輯發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)軟啟動(dòng)周期。

（五）欠壓鎖定

當(dāng)檢測(cè)到欠壓條件（V+低于3.7V，典型值）時(shí)，控制邏輯會(huì)關(guān)閉輸出功率FET，并將SS電容器放電至地。直到電源電壓高于欠壓閾值，才會(huì)開始軟啟動(dòng)周期。

（六）關(guān)斷功能

將SHDN引腳接地可使器件進(jìn)入關(guān)斷模式，此時(shí)輸出功率FET關(guān)閉，但仍有從V+到負(fù)載的外部路徑。典型關(guān)斷模式下的待機(jī)電流為6μA。

五、應(yīng)用場(chǎng)景

（一）標(biāo)準(zhǔn)升壓應(yīng)用

適用于連續(xù)導(dǎo)通模式下的+12V或+15V輸出升壓轉(zhuǎn)換器，能在整個(gè)線路、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

（二）閃存編程電源

可用于閃存編程，如+12V閃存編程電源，通過控制SHDN引腳實(shí)現(xiàn)編程控制。

（三）電池供電應(yīng)用

可實(shí)現(xiàn)從低至1.8V的電池電源升壓到+12V，適用于電池供電的閃存編程。

六、元件選擇

（一）電感器

MAX732/MAX733無需進(jìn)行電感設(shè)計(jì)，使用單個(gè)50μH的電感器即可高效工作，也可使用47μH的電感器。對(duì)于200mA負(fù)載操作，50μH電感器的增量飽和電流額定值應(yīng)大于500mA。

（二）輸出濾波電容器

選擇低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電容器，ESR應(yīng)小于0.25Ω，以保持輸出紋波小于50mVp - p。在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中，輸出電容器值應(yīng)至少為300μF，輕負(fù)載時(shí)可適當(dāng)減小。

（三）其他元件

續(xù)流二極管應(yīng)選擇肖特基或高速硅整流器，電流額定值至少為500mA，如1N5817。兩個(gè)補(bǔ)償電容器（CC）的值對(duì)提供最佳瞬態(tài)響應(yīng)至關(guān)重要。

七、PCB布局

良好的PCB布局對(duì)于穩(wěn)定的工作至關(guān)重要。表面貼裝布局應(yīng)確保輸入旁路電容器盡可能靠近Vout和GND引腳，連接輸入和輸出濾波電容器與MAX732/MAX733 GND引腳的走線應(yīng)盡量短，以減少雜散電感。

八、評(píng)估板

MAX732提供組裝好的表面貼裝印刷電路板評(píng)估板，適用于原型制作和性能評(píng)估，可提供120mA的+12V開關(guān)電源。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，你是否遇到過類似電源管理芯片在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。

通過對(duì)MAX732/MAX733的深入了解，我們可以看到它們?cè)陔娫崔D(zhuǎn)換方面的強(qiáng)大功能和廣泛應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，合理選擇和使用這些調(diào)節(jié)器，能夠?yàn)殡娮釉O(shè)備提供穩(wěn)定、高效的電源供應(yīng)。