探索MAX8570 - MAX8575：高性价比LCD升压转换器的设计秘籍

一、引言

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。对于小尺寸、低功耗的设备，如小型LCD面板、聚合物LED（OLED）、手机和掌上电脑等，高效的升压转换器是实现稳定电源输出的关键。今天，我们就来深入探讨MAXIM公司的MAX8570 - MAX8575系列高 - 效率LCD升压转换器。

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二、产品概述

（一）基本特性

MAX8570 - MAX8575系列是MAXIM公司推出的紧凑型升压DC - DC转换器，工作电源范围为2.7V至5.5V，仅消耗25µA的电源电流。它集成了低导通电阻的内部MOSFET开关，具备True Shutdown功能，在关机时可将电池与负载断开，使电源电流降至0.05µA（典型值）。输出电压有固定15V和可调至28V两种选择，还提供110mA、250mA和500mA三种电流限制选项。这种多样化的选择，能满足不同电子设备的电源需求，大家在实际设计中，是否遇到过因输出电压或电流限制不合适而导致的设计难题呢？

（二）应用场景

该系列转换器适用于多种电子设备，如LCD偏置发生器、聚合物LED（OLED）、手机、掌上电脑、个人数字助理（PDA）、组织者和手持终端等。在这些设备中，它能高效地将低电压转换为所需的高电压，为设备的稳定运行提供保障。

三、技术亮点

（一）独特控制方案

采用最小关断时间电流限制控制方案，工作在不连续模式。内部p - 通道MOSFET开关在转换器工作时将VCC连接到SW为电感供电，关机时断开输入电源与电感的连接。n - 通道MOSFET开关开启使电感电流上升，达到电流限制时关闭，电感电流通过二极管为输出供电。开关频率根据负载和输入电压变化，最高可达800kHz，这种高频开关特性允许使用小型表面贴装元件，有助于减小电路板尺寸。大家有没有在设计中考虑过开关频率对元件选择和电路板布局的影响呢？

（二）输出电压设置

MAX8570、MAX8571和MAX8574的输出电压可通过电阻分压器从VCC调节到28V。选择R2在10kΩ至600kΩ之间，使用公式[R 1=R 2left(frac{V{OUT }}{V{FB}}-1right)]计算R1，其中(VFB = 1.226V)，VoUT范围为Vcc到28V。为保证精度，反馈电阻的偏置电流应至少为2µA。而MAX8572、MAX8573和MAX8575具有固定的15V输出，使用时将OUT直接连接到输出即可。

（三）关机功能

将SHDN引脚拉低进入关机模式，此时电源电流降至0.05µA（典型值），输出与输入断开，LX进入高阻抗状态。与普通升压转换器不同，该系列具有True - Shutdown模式，关机时通过内部p - 通道MOSFET开关断开输出与输入的连接，避免关机时从输入电源汲取功率，有效节省电池电量。

（四）软启动机制

采用两种软启动机制。使用True - Shutdown功能时，内部高端p - 通道开关的栅极缓慢开启，防止浪涌电流，耗时约200µs，开关完全开启后，内部n - 通道开关开始升压。当VFB小于0.5V时，内部n - 通道开关的最小关断时间从1µs增加到5µs，进一步控制浪涌电流。

（五）独立电感电源

IC和电感可使用独立电源，这样能利用低至0.8V或高于转换器VCC工作范围的电池或电源供电。使用独立电感电源时，SW引脚不连接，电源直接连接到电感，但关机时输出不再与输入断开，输出电压降至电感电源电压以下一个二极管压降。

（六）保护特性

该系列具备强大的保护功能，能应对多种常见应用故障。例如，当输出电容缺失、反馈电阻断开、二极管缺失或极性反转等情况发生时，转换器能采取相应措施保护自身和下游电路，避免元件损坏。这大大提高了电路的可靠性和稳定性，在实际应用中，大家是否遇到过因电路故障而导致设备损坏的情况呢？

四、设计要点

（一）电感选择

较小电感值在给定串联电阻或饱和电流下物理尺寸更小，但较大电感值的电路可能提供更多输出功率。电感的饱和电流额定值应大于峰值开关电流，推荐电感值范围为10μH至100μH。同时，需根据应用所需的峰值LX电流极限（ILX(MAX)）选择合适电流限制的IC，计算公式为[L X(M A X) geq 1.25 × frac{P{OUT(MAX) }}{V{BATT(MIN) }}+sqrt{left(1.25 × frac{P{OUT(MAX) }}{V{BATT(MIN) }}right)^{2}+3 mu S × frac{P_{OUT(MAX) }}{L}}]，其中POUT(MAX)是负载所需的最大输出功率，VBATT(MIN)是为电感供电的最小电源电压。

（二）二极管选择

高达800kHz的高开关频率要求使用高速整流器，推荐使用肖特基二极管，因其正向电压降较低。为保持高效率，二极管的平均电流额定值应大于峰值开关电流，反向击穿电压应大于输出电压。

（三）电容选择

推荐使用具有X7R或X5R温度特性的小型陶瓷表面贴装电容，因其尺寸小、成本低、等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）低。对于大多数应用，输出和VCC旁路电容使用1μF陶瓷电容，SW或电感电源使用4.7μF或更大的陶瓷电容。对于MAX8570/MAX8571/MAX8574，从输出到FB连接的前馈电容（C4）可提高在宽电池电压范围内的稳定性，MAX8571和MAX8574推荐使用10pF电容，MAX8570推荐使用10pF至47pF电容，但增加C4会降低线路和负载调节性能。

五、PCB布局注意事项

PCB布局对于电路性能至关重要。为减少接地反弹和噪声，应将GND引脚与输入、输出电容的接地焊盘尽量靠近，LX连接尽量短。反馈电阻应靠近FB引脚，反馈走线应远离如LX等嘈杂区域。可参考MAX8571EVKIT的布局示例进行设计。

六、总结

MAX8570 - MAX8575系列高 - 效率LCD升压转换器凭借其高效、灵活、可靠的特点，为电子设备的电源设计提供了优秀的解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体应用需求，合理选择元件参数，精心进行PCB布局，以充分发挥该系列转换器的性能优势。大家在使用该系列转换器时，是否还有其他的经验或问题，欢迎在评论区分享交流。