MAX5008：可编程电流限制的5V USB电荷泵调节器

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。今天要给大家介绍一款来自Maxim的产品——MAX5008，这是一款具有可编程电流限制的5V USB电荷泵调节器，在很多应用场景中都能发挥出色的性能。

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一、产品概述

MAX5008电荷泵调节器能够在2.95V至5.5V的输入电压范围内，产生最高可达125mA的5V稳压输出。它具有电阻可编程过流限制功能，并且正常工作所需的外部元件数量极少。其高达1MHz的开关频率使得可以使用小型表面贴装陶瓷电容器。

该器件还具备故障保护电路，当输出电流超过由外部电阻设定的限制时，会限制输出电流。输出电流范围为1mA至150mA，以满足不同电路的需求。FAULT输出可指示器件处于电流限制状态或输出电压超出调节范围。此外，它还有低功耗关断模式，可将电源电流降低至小于1µA，并使输出处于高阻抗状态。MAX5008采用节省空间的10引脚µMAX®封装，高度仅为1.1mm。

二、应用领域

• 闪存电源：为闪存提供稳定的电源，确保数据的可靠存储和读取。
• USB主机设备：满足USB设备对电源的要求，保证设备的正常运行。
• 电池供电系统：在电池供电的设备中，高效地将电池电压转换为所需的5V电压。
• 3.3V至5V本地转换：实现电压的转换，为特定电路提供合适的电压。

三、产品特性

1. 稳压5V输出：能够提供最高125mA的5V稳压输出，满足大多数设备的电源需求。
2. 无限短路保护：在短路情况下，能有效保护器件，确保设备的安全性。
3. 可调输出电流限制：通过外部电阻可灵活设置输出电流限制，适应不同的应用场景。
4. 无需电感：减少了外部元件的使用，降低了成本和电路板空间。
5. 低关断电流：关断电流低至0.1µA，有助于降低功耗。
6. 故障输出指示：FAULT输出可及时指示过流或输出电压超出调节范围的情况。
7. 宽输入电压范围：2.95V至5.5V的输入电压范围，增加了产品的适用性。
8. 10引脚µMAX封装：节省空间，适合紧凑型设计。

四、电气特性

4.1 输入电压范围

当输出电流为125mA时，输入电压范围为2.95V至4.25V；当输出电流为70mA时，输入电压范围为2.95V至5.5V。需要注意的是，当输入电压超过4.25V且输出电流为125mA时，芯片的功耗会超过最大额定值。

4.2 输出电压

在不同的输出电流和输入电压条件下，输出电压能保持在4.75V至5.30V之间，确保了输出电压的稳定性。

4.3 其他特性

还包括输入欠压锁定阈值、输出电压纹波、最大输出电流、无负载输入电流、SHDN逻辑高低电平、关断电源电流、电流感测跳闸电平、FAULT泄漏电流、FAULT逻辑低电平、FAULT断言延迟、FAULT解除断言延迟、开关频率和启动时间等参数，这些参数共同保证了产品的性能。

五、典型工作特性

5.1 空载电源电流与电源电压关系

随着电源电压的变化，空载电源电流会相应变化，了解这一特性有助于在不同电源电压下评估产品的功耗。

5.2 输出电压与负载电流关系

输出电压在不同负载电流下能保持相对稳定，确保了设备在不同负载情况下的正常工作。

5.3 效率与负载电流关系

效率随着负载电流的增加而变化，在设计电路时需要根据实际负载情况选择合适的工作点，以提高效率。

5.4 输出波形、关断时序、线路瞬态响应和负载瞬态响应

这些特性反映了产品在不同工作条件下的动态性能，对于确保设备的稳定性和可靠性非常重要。

六、引脚说明

引脚名称	功能
RCS	外部电流感测电阻。连接电阻从RCS到OUT以设置过流阈值。
OUT	固定5V输出。通过4.7µF电容旁路到GND。
FAULT	输出故障指示器。当IOUT > ILIMIT或VOUT < VTH时，FAULT被断言。
GND	接地引脚。连接GND到PGND。
SHDN	关断输入。当SHDN为低电平时，器件关闭。
PGND	电源接地引脚。连接PGND到GND。
CXN	电荷泵电容器的负端。连接0.68µF电容从CXN到CXP。
IN	输入电源，2.95V至5.5V。通过4.7µF陶瓷电容旁路到GND。
CXP	电荷泵电容器的正端。连接0.68µF电容从CXP到CXN。
CEXT	电荷泵输出。通过6.8µF电容旁路到PGND。

七、详细描述

7.1 可调电流限制

MAX5008具有可调过流保护功能，通过连接外部电流感测电阻从RCS到OUT来设置电流限制。电流限制由公式(ILIMIT = V_{CS} / RCS)定义，其中VCS通常为60mV。例如，当(RCS = 0.40 Omega)时，(ILIMIT = 150 mA)。当输出电流超过限制时，输出电压下降，器件将平均输出电流维持在ILIMIT。当过流条件消除后，器件恢复正常工作。

7.2 FAULT指示

当(IOUT > ILIMIT)或(VOUT < V_{TH})时，FAULT被断言。FAULT是一个开漏输出，需要通过一个100kΩ（典型值）上拉电阻连接到逻辑电源电压。

7.3 热关断

MAX5008具有内部热关断电路，当管芯温度超过+150°C时，会关闭器件。热关断电路具有30°C的滞后。

7.4 关断模式

将SHDN驱动为低电平可使器件进入关断模式，此时振荡器、控制逻辑和参考电压被禁用，输出进入高阻抗状态，若有负载则会降至地电平。关断模式可将电源电流降低至小于0.1µA。在正常工作时，SHDN应驱动为高电平或连接到IN。

八、应用信息

8.1 电容器选择

MAX5008需要四个外部电容器，其值取决于所需的输出电流。不同负载电流下推荐的电容器值如下表所示：	IOUT	CIN (µF)	CX (µF)	CEXT (µF)	COUT (µF)
50mA	3.3	0.33	3.3	3.3
125mA	4.7	0.68	6.8	4.7

8.2 输入电压范围

MAX5008能在2.95V至5.5V的输入电压下维持5V稳压输出。若输入电压超过4.25V，应将输出电流限制在75mA或更低，以确保MAX5008在其最大功耗限制范围内。

8.3 布局考虑

所有电容器应尽可能靠近IC放置。通过短而低阻抗的走线连接GND和PGND，并将CIN、CEXT和COUT的接地直接以星形配置连接到PGND。通过短而低阻抗的走线将RCS连接到CEXT。

九、芯片与封装信息

9.1 芯片信息

晶体管数量为2632，采用BiCMOS工艺。

9.2 封装信息

MAX5008采用10引脚µMAX封装，文中给出了详细的封装尺寸信息。需要注意的是，数据手册中的封装图可能不反映最新规格，如需最新封装轮廓信息，可访问www.maxim-ic.com/packages。

总之，MAX5008是一款性能出色、功能丰富的电荷泵调节器，在电源管理领域有着广泛的应用前景。各位工程师在设计相关电路时，可以根据实际需求充分发挥其优势。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。