MAX8880/MAX8881：低功耗線性穩(wěn)壓器的理想之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源管理是至關(guān)重要的一環(huán)，尤其是對(duì)于電池供電的應(yīng)用，對(duì)電源芯片的低功耗、穩(wěn)定性和保護(hù)功能有很高的要求。今天，我們就來(lái)深入了解一下Maxim公司的MAX8880/MAX8881這兩款12V超低IQ、帶POK的低壓差線性穩(wěn)壓器。

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產(chǎn)品概述

MAX8880/MAX8881是超低電源電流、低壓差線性穩(wěn)壓器，能夠提供高達(dá)200mA的輸出電流。它們專為電池供電應(yīng)用而設(shè)計(jì)，在這些應(yīng)用中，反向電池保護(hù)和長(zhǎng)電池壽命是關(guān)鍵因素。

主要特性

• 超低電源電流：在12V時(shí)僅3.5μA的電源電流，可顯著延長(zhǎng)具有長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間應(yīng)用的電池壽命。
• 反向電池保護(hù)：獨(dú)特的保護(hù)方案，當(dāng)VIN被強(qiáng)制低于地時(shí)，可將反向電源電流限制在1mA以內(nèi)。
• 寬輸入電壓范圍：2.5V至12V的輸入電壓范圍，適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 高精度輸出：±1.5%的輸出電壓精度，確保穩(wěn)定的輸出。
• 短路和熱過(guò)載保護(hù)：內(nèi)部保護(hù)機(jī)制可防止輸出短路、反向電池連接和熱過(guò)載。
• POK輸出：用于指示輸出是否超出調(diào)節(jié)范圍，方便系統(tǒng)監(jiān)控。
• 多種輸出電壓選擇：MAX8881提供1.8V、2.5V、3.3V和5V的工廠預(yù)設(shè)輸出電壓；MAX8880的輸出電壓可通過(guò)外部電阻分壓器在1.25V至5V之間調(diào)節(jié)。
• 小封裝：提供6引腳SOT23和6引腳TDFN封裝，節(jié)省電路板空間。

工作原理

低壓差穩(wěn)壓器

MAX8880/MAX8881內(nèi)部有一個(gè)1.25V的參考電壓，連接到誤差放大器的反相輸入端。誤差放大器將參考電壓與所選的反饋電壓進(jìn)行比較，并放大差值。MOSFET驅(qū)動(dòng)器讀取誤差信號(hào)，并對(duì)P溝道傳輸晶體管施加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)。如果反饋電壓低于參考電壓，傳輸晶體管的柵極被拉低，允許更多電流通過(guò)，從而提高輸出電壓；反之，則減少輸出電流。

內(nèi)部P溝道傳輸晶體管

與使用PNP傳輸晶體管的類似設(shè)計(jì)相比，MAX8880/MAX8881采用2Ω的P溝道MOSFET傳輸晶體管具有明顯優(yōu)勢(shì)。P溝道MOSFET不需要基極驅(qū)動(dòng)，可大大降低靜態(tài)電流。而基于PNP的穩(wěn)壓器在傳輸晶體管飽和時(shí)會(huì)浪費(fèi)大量電流，并且在大負(fù)載下需要高基極驅(qū)動(dòng)電流。

壓差電壓

穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差（即壓差電壓）決定了最低可用電源電壓。在電池供電系統(tǒng)中，這決定了電池的有用壽命終點(diǎn)電壓。由于MAX8880/MAX8881使用P溝道MOSFET傳輸晶體管，其壓差電壓為RDS(ON)（2Ω）乘以負(fù)載電流。

保護(hù)功能

反向電池保護(hù)

當(dāng)電池反接時(shí)，MAX8880/MAX8881的獨(dú)特保護(hù)方案可監(jiān)控IN的極性，斷開(kāi)內(nèi)部電路和寄生二極管，防止設(shè)備受到電氣應(yīng)力和損壞。如果需要反向電池保護(hù)，可通過(guò)一個(gè)100kΩ的電阻驅(qū)動(dòng)SHDN。

電流限制

內(nèi)部電流限制器可在輸出短路到地時(shí)限制輸出PMOS的驅(qū)動(dòng)，確保輸出短路不會(huì)損壞器件。

熱過(guò)載保護(hù)

當(dāng)內(nèi)部結(jié)溫超過(guò)160°C時(shí)，熱傳感器會(huì)向關(guān)斷邏輯發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉傳輸晶體管，使IC冷卻。當(dāng)IC的結(jié)溫下降15°C后，熱傳感器會(huì)再次打開(kāi)傳輸晶體管，在連續(xù)熱過(guò)載條件下會(huì)產(chǎn)生脈沖輸出。需要注意的是，為了連續(xù)運(yùn)行，不要超過(guò)絕對(duì)最大結(jié)溫額定值150°C。

應(yīng)用信息

電容選擇和穩(wěn)壓器穩(wěn)定性

MAX8880/MAX8881設(shè)計(jì)為使用低至1μF的輸出濾波電容和高達(dá)1Ω的ESR即可穩(wěn)定工作。一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)備的輸入使用1μF電容，輸出使用4.7μF電容。較大的輸入電容值和較低的ESR可提供更好的電源噪聲抑制和瞬態(tài)響應(yīng)。如果預(yù)計(jì)會(huì)有大的快速瞬變，且設(shè)備距離電源有幾英寸遠(yuǎn)，則可能需要使用更高值的輸入電容（如10μF）。使用大的輸出電容可改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)定性和電源抑制。

輸出電壓選擇

MAX8881具有預(yù)設(shè)輸出電壓，通過(guò)內(nèi)部精密反饋電阻將MAX8881EUT18的輸出設(shè)置為1.8V，MAX8881EUT25的輸出設(shè)置為2.5V，MAX8881EUT33的輸出設(shè)置為3.3V，MAX8881EUT50的輸出設(shè)置為5V。使用時(shí)需將MAX8881的FB連接到OUT。

MAX8880的輸出電壓可通過(guò)連接到FB的兩個(gè)外部電阻作為分壓器在1.25V至5.5V之間調(diào)節(jié)。輸出電壓由以下公式設(shè)置： [V{OUT }=V{FB}left(1+frac{R 3}{R 4}right)] 其中，通常 (V{FB}=1.257 ~V) 。選擇 (R 4=1.2 M Omega) 可優(yōu)化靜態(tài)電流、精度和高頻電源抑制。為簡(jiǎn)化電阻選擇，可使用公式： [R 3=R 4left(frac{V{OUT }}{V_{FB}}-1right)]

電源抑制和非電池電源操作

MAX8880/MAX8881專為電池供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可提供低壓差電壓和低靜態(tài)電流。在低頻時(shí)，電源抑制為 -66dB，并在100Hz以上頻率時(shí)下降。在高頻時(shí)，輸出電容是抑制電源噪聲的主要因素。當(dāng)使用非電池電源時(shí)，可通過(guò)增加輸入和輸出電容的值以及使用無(wú)源濾波技術(shù)來(lái)提高電源噪聲抑制和瞬態(tài)響應(yīng)。

封裝信息

MAX8880/MAX8881提供6引腳SOT23和6引腳TDFN封裝。在使用時(shí)，需要注意封裝的尺寸和引腳定義，確保正確安裝和連接。

總結(jié)

MAX8880/MAX8881以其超低的電源電流、寬輸入電壓范圍、高精度輸出、完善的保護(hù)功能和多種輸出電壓選擇，成為電池供電應(yīng)用中電源管理的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)，并合理選擇電容和電阻，以確保穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性和性能。你在使用類似穩(wěn)壓器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。