深入解析MAX1705/MAX1706：高性能DC - DC轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)備的設(shè)計中，電源管理模塊的性能直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。今天，我們就來詳細(xì)探討一下Maxim公司推出的MAX1705/MAX1706——1至3節(jié)電池供電的高電流、低噪聲升壓DC - DC轉(zhuǎn)換器，它還集成了線性穩(wěn)壓器，在便攜式設(shè)備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1705/MAX1706專為電池供電的無線應(yīng)用而設(shè)計，采用同步整流脈寬調(diào)制（PWM）升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能將1至3節(jié)鎳鎘/鎳氫電池或1節(jié)鋰離子電池的輸入轉(zhuǎn)換為2.5V至5.5V的可調(diào)輸出。其中，MAX1705內(nèi)置1A的n溝道MOSFET開關(guān)，MAX1706則配備0.5A的開關(guān)，并且兩者都集成了一個可提供高達(dá)200mA電流的低壓差線性穩(wěn)壓器。

產(chǎn)品特性

1. 高效節(jié)能：效率高達(dá)96%，內(nèi)部同步整流器相比非同步轉(zhuǎn)換器效率提升5%。
2. 低電壓啟動：保證在1.1V輸入電壓下啟動，工作電壓可低至0.7V。
3. 高輸出電流：MAX1705最大輸出電流可達(dá)850mA。
4. 輸出可調(diào)：升壓輸出電壓在2.5V至5.5V可調(diào)，線性穩(wěn)壓器輸出在1.25V至5.0V可調(diào)。
5. 多種工作模式：具備PWM/PFM同步整流拓?fù)洌?00kHz PWM模式或可同步模式，以及1μA的關(guān)斷模式。
6. 電壓監(jiān)測與控制：擁有電壓監(jiān)測功能和按鍵開關(guān)控制功能。

二、電氣特性分析

（一）DC - DC轉(zhuǎn)換器

1. 啟動與工作電壓：最低啟動電壓在TA = +25°C、I_LOAD < 1mA時為0.9V至1.1V，最低工作電池電壓為0.7V。
2. 輸出調(diào)節(jié)：FB調(diào)節(jié)電壓為1.219V至1.247V，OUT調(diào)節(jié)范圍為2.5V至5.5V，負(fù)載調(diào)節(jié)率在一定條件下為0.65%至1.25%。
3. 工作模式：啟動模式頻率為40kHz至300kHz，啟動到正常模式的轉(zhuǎn)換電壓為2.00V至2.30V。
4. 電源電流：關(guān)斷模式下電源電流為1μA至20μA，低功耗模式為100μA至190μA，低噪聲模式為180μA至360μA。

（二）參考電壓

參考輸出電壓為1.238V至1.262V，參考負(fù)載調(diào)節(jié)率為4mV至15mV，參考電源調(diào)節(jié)率為0.2mV至5mV。

（三）DC - DC開關(guān)

POUT和LX的泄漏電流最大為20μA，開關(guān)導(dǎo)通電阻n溝道在不同條件下為0.16Ω至0.45Ω，p溝道為0.27Ω至0.50Ω，n溝道MOSFET電流限制MAX1705為1000mA至1550mA，MAX1706為250mA至570mA，p溝道同步整流器關(guān)斷電流為20mA至120mA。

（四）線性穩(wěn)壓器

FBLDO調(diào)節(jié)電壓為1.238V至1.262V，輸入電流最大為50nA，輸出調(diào)節(jié)范圍為1.25V至5.0V，短路電流限制為220mA至500mA，壓差電阻為0.5Ω至1.2Ω，負(fù)載調(diào)節(jié)率為0.4%至1.2%，線路調(diào)節(jié)率為0.1%至0.5%，交流電源抑制比在300kHz時為38dB，熱關(guān)斷溫度約為155°C。

（五）低電池比較器

LBN、LBP偏移為 - 5mV至 + 5mV，遲滯為16mV，共模輸入范圍為0.5V至1.5V，輸入電流最大為50nA，LBO輸出低電壓為0.4V，高泄漏電流為1μA。

（六）控制輸入

輸入低電平為0.2V OUT，輸入高電平為0.8V OUT，輸入泄漏電流最大為1μA。

三、工作模式詳解

（一）低噪聲、高功率PWM模式

當(dāng)CLK/SEL引腳拉高時，器件工作在PWM模式，以300kHz的恒定頻率開關(guān)，通過調(diào)制MOSFET開關(guān)脈沖寬度來控制每周期傳輸?shù)墓β剩瑥亩{(diào)節(jié)負(fù)載電壓。此模式下輸出電流可達(dá)850mA，固定頻率操作產(chǎn)生的開關(guān)諧波穩(wěn)定且易于濾波。

（二）同步PWM模式

將外部時鐘信號施加到CLK/SEL引腳，可使器件同步到200kHz至400kHz的頻率，避免無線應(yīng)用中的中頻干擾，同步整流器在該模式下也處于工作狀態(tài)。

（三）低功率PFM模式

將CLK/SEL引腳拉低，器件進(jìn)入PFM模式，通過在每個周期傳輸固定能量并調(diào)制開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出電壓，僅在需要時開關(guān)，輕載時效率最高，輸出電流能力為140mA（2.4V輸入至3.3V輸出）。

四、設(shè)計要點

（一）輸出電壓設(shè)置

通過連接電阻分壓器到FB引腳，可將升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓設(shè)置在2.5V至5.5V之間；連接電阻分壓器到FBLDO引腳，可將線性穩(wěn)壓器輸出設(shè)置為比升壓轉(zhuǎn)換器輸出低至少300mV的值。

（二）電感選擇

MAX1705建議使用10μH電感，MAX1706建議使用22μH電感，電感飽和電流額定值應(yīng)超過n溝道開關(guān)電流限制，選擇高頻磁芯材料（如鐵氧體）以提高效率，減少輻射噪聲。

（三）輸出二極管連接

使用肖特基二極管（如1N5817、MBR0520L），將其連接在LX和POUT引腳之間，高溫應(yīng)用中可考慮使用反向電壓額定值更高的肖特基二極管或超快硅整流器。

（四）輸入和輸出濾波電容選擇

選擇能滿足輸入和輸出峰值電流且電壓紋波可接受的電容，輸入電容工作電壓額定值應(yīng)高于最大輸入電壓，輸出電容工作電壓額定值應(yīng)高于輸出電壓，推薦使用低ESR電容。

（五）旁路電容添加

REF引腳需用0.33μF電容旁路到GND，OUT引腳連接0.1μF陶瓷電容到GND，POUT引腳連接0.33μF陶瓷電容到PGND，線性穩(wěn)壓器輸出LDO引腳連接22μF低ESR電容和可選的0.33μF陶瓷電容到GND。

（六）PCB設(shè)計

合理的PCB布局至關(guān)重要，功率組件應(yīng)盡量靠近，走線應(yīng)短、直、寬，LDO輸出電容應(yīng)靠近LDO引腳，POUT和OUT之間連接應(yīng)盡量短，采用星型接地配置，避免通過內(nèi)部接地層的過孔連接功率組件的接地引腳，電壓反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)靠近芯片。

五、應(yīng)用案例

（一）無線手機(jī)應(yīng)用

MAX1705/MAX1706非常適合數(shù)字無繩電話和PCS手機(jī)。功率放大器直接連接到升壓轉(zhuǎn)換器輸出以獲得最大電壓擺幅，內(nèi)部線性穩(wěn)壓器用于為DSP、控制和RF電路提供低噪聲電源。待機(jī)時，設(shè)置CLK/SEL = GND和TRACK = OUT以降低靜態(tài)功耗；收發(fā)模式下，設(shè)置TRACK = GND和CLK/SEL = OUT以提高功率放大器供電電壓并啟動高功率、低噪聲PWM操作。

（二）軟啟動實現(xiàn)

上電時將CLK/SEL引腳拉低，強(qiáng)制進(jìn)入PFM模式，降低峰值開關(guān)電流，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，將CLK/SEL引腳拉高以實現(xiàn)全功率運(yùn)行。

（三）手動電源復(fù)位

使用瞬間按鈕開關(guān)控制MAX1705/MAX1706的開關(guān)，通過ONA和ONB引腳的邏輯電平控制芯片的開啟和關(guān)閉，添加小電容幫助消除開關(guān)抖動。

MAX1705/MAX1706憑借其高效、低噪聲、高集成度等優(yōu)點，為電池供電的無線設(shè)備提供了出色的電源解決方案。在實際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理選擇工作模式和外部組件，優(yōu)化PCB布局，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。你在使用MAX1705/MAX1706的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。