MAX770 - MAX773：高效低功耗升壓DC - DC控制器的卓越之選

在電子設備的電源管理領域，高效、低功耗的升壓DC - DC控制器一直是工程師們追求的目標。今天，我們就來深入探討一下MAXIM公司的MAX770 - MAX773系列升壓DC - DC控制器，看看它們在實際應用中究竟有哪些獨特的優(yōu)勢和特點。

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一、產(chǎn)品概述

MAX770 - MAX773是一系列BiCMOS升壓開關模式電源控制器，能夠提供預設的5V、12V和15V輸出電壓，同時還支持可調輸出操作。其獨特的控制方案結合了脈沖頻率調制（PFM）和脈沖寬度調制（PWM）的優(yōu)點，在寬輸出電流范圍內實現(xiàn)了高效率，并且相比以往的PFM設備，具有更高的輸出電流能力。

1. 高效率與低功耗

該系列控制器在10mA至1A的負載范圍內可實現(xiàn)高達90%的效率，最大電源電流僅為110μA，關機電流最大為5μA。這種低功耗特性使得它們非常適合電池供電的應用，能夠有效延長設備的續(xù)航時間。

2. 寬輸入電壓范圍

MAX770/MAX771/MAX772可接受2V至16.5V的輸入電壓，MAX773則可接受3V至16.5V的輸入電壓。此外，MAX773還具有內部并聯(lián)穩(wěn)壓器，能夠適應更高的輸入電壓，為設計提供了更大的靈活性。

3. 可調輸出電壓

輸出電壓可以預設為5V、12V或15V，也可以通過兩個電阻進行調節(jié)，滿足不同應用的需求。

二、應用領域

MAX770 - MAX773系列控制器具有廣泛的應用領域，包括但不限于以下幾個方面：

• 掌上電腦和手持終端：為設備提供穩(wěn)定的電源，確保其正常運行。
• 高效DC - DC轉換器：實現(xiàn)高效的電壓轉換，提高能源利用率。
• 電池供電應用：低功耗特性使其成為電池供電設備的理想選擇。
• 正液晶偏置發(fā)生器：為液晶顯示屏提供合適的偏置電壓。
• 便攜式通信設備：保障通信設備的穩(wěn)定供電。
• 閃存編程器：為閃存編程提供必要的電源支持。

三、技術特點

1. 電流限制PFM控制方案

該控制方案結合了PFM轉換器的超低電源電流和PWM轉換器的高滿載效率。與傳統(tǒng)PFM轉換器不同，MAX770 - MAX773使用感測電阻來控制峰值電感電流，并以高達300kHz的高開關頻率工作，允許使用小型外部組件。

2. 低電壓啟動振蕩器

MAX770/MAX771/MAX772具有低輸入電壓啟動振蕩器，在自舉模式下使用內部反饋電阻時，可確保在低至2V的無負載情況下啟動。而MAX773在所有模式下的最小啟動電壓為3V。

3. 外部晶體管控制

推薦使用N溝道MOSFET作為功率開關，MAX773還可以驅動NPN晶體管，但在確定基極電流時需要格外小心。

4. 關機模式

當SHDN引腳為高電平時，MAX770 - MAX773進入關機模式，此時內部偏置電路關閉，輸出電壓降至輸入電壓以下一個二極管壓降，電源電流降至小于5μA。

5. 低電池檢測器

MAX773提供低電池比較器，當LBI引腳電壓低于參考電壓時，LBO引腳（開漏輸出）變?yōu)榈碗娖健１容^器的20mV遲滯增加了抗噪能力，防止LBO引腳反復觸發(fā)。

四、設計要點

1. 設置輸出電壓

首先要確定工作模式，自舉模式提供更高的輸出電流能力，非自舉模式則可降低電源電流。對于可調輸出操作，選擇10kΩ至500kΩ范圍內的反饋電阻R1，并根據(jù)公式 (R2=(R1)(frac{V{OUT}}{V{REF}} - 1)) 計算R2的值，其中 (V_{REF}=1.5V)。對于預設輸出操作，將FB引腳接地。

2. 并聯(lián)穩(wěn)壓器操作

使用并聯(lián)穩(wěn)壓器時，將SGND引腳連接到地，并在V+和SGND之間放置一個0.1μF的電容器。選擇RsHUNT使得 (1mA ≤ I{SHUNT} ≤ 20mA)，并使用公式 (R{SHUNT}(max)=frac{V{IN}(min) - V{SHUNT}(max)}{I{SHUNT}}) 計算并聯(lián)電阻的值，其中 (V{SHUNT}(max)=6.3V)。

3. 確定RSENSE

根據(jù)典型工作特性圖和理論輸出電流曲線選擇RSENSE，確保在最低輸入電壓下有足夠的輸出電流。

4. 確定電感（L）

實際電感值范圍為10μH至300μH，大多數(shù)應用中20μH是一個不錯的選擇。選擇電感時要確保電流在不小于2μs的時間內上升到 (I_{LIM}/2)，以提高輕載效率和最小化輸出紋波。

5. 功率晶體管選擇

對于MAX770/MAX771/MAX772，推薦使用N溝道MOSFET；對于MAX773，盡可能使用N - FET，若使用NPN晶體管，要特別注意基極電流的確定。

6. 二極管選擇

由于MAX770 - MAX773的高開關頻率，推薦使用肖特基二極管，如1N5817 - 1N5822。確保二極管的平均電流額定值超過RSENSE設定的峰值電流限制，并且其擊穿電壓超過輸出電壓。

7. 電容器選擇

• 輸出濾波電容器：選擇低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電容器，以降低輸出電壓的紋波。
• 輸入旁路電容器：降低從電壓源汲取的峰值電流，并減少MAX770 - MAX773開關動作在電壓源處引起的噪聲。
• 參考電容器：在REF引腳處旁路一個0.1μF的電容器。

8. 設置低電池檢測器電壓

選擇10kΩ至500kΩ之間的R3，并根據(jù)公式 (R4=(R3)(frac{V{TRIP} - V{REF}}{V{REF}})) 計算R4的值，其中 (V{REF}=1.5V)。

五、應用注意事項

1. 高輸入/輸出電壓操作

MAX773的并聯(lián)穩(wěn)壓器輸入允許將高電壓轉換為非常高的電壓。使用外部邏輯電平N - FET作為功率開關，并確保所有外部組件能夠承受非常高的輸出電壓。

2. 低輸入電壓操作

當使用隨時間衰減的電源（如電池）時，要確保VEXT高于FET的閾值電壓，或者使用電壓檢測器在輸入電源電壓降至預定最小值以下時將IC置于關機模式。

3. 帶負載啟動

MAX770 - MAX773在自舉模式下低輸入電壓時不適合在滿載下啟動。

4. 布局考慮

由于高電流水平和快速開關波形會輻射噪聲，因此正確的PCB布局至關重要。采用星形接地配置保護敏感的模擬地，盡量減少接地噪聲，并縮短引線長度以減少雜散電容、走線電阻和輻射噪聲。

六、總結

MAX770 - MAX773系列升壓DC - DC控制器以其高效率、低功耗、寬輸入電壓范圍和可調輸出電壓等特點，為電子工程師在電源管理設計中提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實際應用中，只要根據(jù)具體需求合理選擇和設計，就能夠充分發(fā)揮這些控制器的優(yōu)勢，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源供應。你在使用MAX770 - MAX773系列控制器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。