MAX17220 - MAX17225：纳米功耗同步升压转换器的卓越之选

在电子设备的设计中，电源管理一直是至关重要的环节。尤其是对于那些对功耗敏感、需要长电池续航的应用场景，一款高效、低功耗的升压转换器显得尤为关键。今天，我们就来深入了解一下 Analog Devices 推出的 MAX17220 - MAX17225 系列纳米功耗同步升压转换器。

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一、产品概述

MAX17220 - MAX17225 是一系列超低静态电流的升压（升压）DC - DC 转换器，具有 225mA/0.5A/1A 峰值电感电流限制和 True Shutdown™ 功能。True Shutdown 能够将输出与输入断开，确保无正向或反向电流，有效节省电池电量。该系列转换器的输出电压可通过单个标准 1% 电阻进行选择，为设计带来了极大的灵活性。

二、产品特性与优势

1. 超低静态电流

该系列转换器的静态电流极低，进入 OUT 的静态电源电流仅为 300nA，关机电流更是低至 0.5nA，这对于需要长时间待机的电池供电设备来说，无疑是延长电池寿命的关键因素。

2. 高效转换

具备高达 95% 的峰值效率，能够在整个负载范围内保持高效的能量转换，减少能量损耗，提高电源利用率。

3. 宽输入输出范围

输入电压范围为 400mV 至 5.5V，输出电压范围为 1.8V 至 5V，且输出电压以 100mV 为步长可调，可满足不同应用场景的需求。

4. 多种电流限制选项

提供 225mA、500mA 和 1A 三种峰值电感电流限制，用户可以根据实际需求选择合适的型号，灵活选择电感。

5. 瞬态保护功能

MAX17220/MAX17222/MAX17224 版本具有启动后使能瞬态保护（ETP）功能，可确保在输入电压低至 400mV 时，输出仍能保持稳定，这在一些电压波动较大的应用中尤为重要。

6. 小巧封装

提供 2mm x 2mm 的 6 引脚 μDFN 和 0.88mm x 1.4mm 的 6 凸点 WLP 两种封装形式，满足不同的空间需求，适合小型化设备的设计。

三、应用领域

1. 可穿戴设备

如光学心率监测（OHRM）LED 驱动器、可穿戴医疗设备等，这些设备通常对功耗和尺寸有严格要求，MAX17220 - MAX17225 的低功耗和小巧封装正好满足了这些需求。

2. 物联网传感器

对于那些需要长时间运行且功耗极低的物联网传感器，该系列转换器能够提供稳定的电源，确保传感器的正常工作。

3. 实时时钟（RTC）备份

在超级电容器备份 RTC 或报警蜂鸣器等应用中，MAX17220 - MAX17225 可以在电池电量不足时提供稳定的电源，保证设备的正常运行。

4. 便携式系统

无论是一次电池还是二次电池供电的便携式系统，该系列转换器都能提供高效的电源转换，延长电池续航时间。

四、电气特性

1. 输入输出参数

• 最小输入电压低至 400mV，能够在低电压环境下启动和运行。
• 输出电压精度在不同模式下有所不同，在低功耗模式（LPM）下为 ±1.5%，在超低功耗模式（ULPM）下为 1% - 4%。

2. 电流参数

• 不同型号的峰值电感电流限制不同，如 MAX17220/MAX17221 为 225mA，MAX17222/MAX17223 为 500mA，MAX17224/MAX17225 为 1A。
• 静态电源电流和关机电流极低，有效降低了功耗。

3. 开关参数

• LX 最大占空比为 70% - 75%，最大导通时间和最小关断时间根据输出电压的不同而有所变化。

五、设计要点

1. 输出电压选择

MAX17220 - MAX17225 采用独特的单电阻输出选择方法 (R{SEL})，用户只需根据所需的输出电压，从 (R{SEL}) 选择表中选择合适的电阻值即可。这种方法不仅降低了成本，还减小了尺寸，同时避免了反馈电阻的电流损耗。

2. 电感选择

一般来说，2.2μH 的电感值在大多数应用中能提供最佳的尺寸和效率平衡。对于低输入电压的应用，1μH 的电感可能更合适。如果需要更大的输出电流，可以根据相关公式计算合适的电感值，但不建议使用小于 1μH 或大于 4.7μH 的电感。

3. 电容选择

• 输入电容：建议选择陶瓷电容，如 X5R 或 X7R 类型，以降低等效串联电阻（ESR），提高效率。大多数应用中，输入电容的最小推荐值为 2μF，标准值为 10μF。
• 输出电容：最小输出电容为 2μF，标准推荐值为 10μF 的 X5R 或 X7R 陶瓷电容。输出纹波可以通过相关公式计算，以确保输出电压的稳定性。

4. PCB 布局

在 PCB 布局时，要尽量减小走线长度，以降低寄生电容、寄生电阻和辐射噪声。输出电容底部与器件接地引脚的连接以及输入电容的连接都要尽可能短，同时要保持主电源路径（IN、LX、OUT、GND）的紧凑和短小。此外，(R_{SEL}) 走线不宜过长，电容不应超过几皮法。

六、典型应用电路

1. 最小尺寸解决方案

采用 0603 电感的 MAX17222/MAX17223 500mA ILIM 电路，适用于对尺寸要求较高的应用场景。

2. 最高效率解决方案

采用 4mm x 4mm 电感的 MAX17222/MAX17223 500mA ILIM 电路，能够在保证效率的同时提供较大的输出电流。

七、总结

MAX17220 - MAX17225 系列纳米功耗同步升压转换器以其超低静态电流、高效转换、宽输入输出范围、多种电流限制选项和小巧封装等优势，为电池供电设备的设计提供了理想的解决方案。无论是可穿戴设备、物联网传感器还是便携式系统，该系列转换器都能满足其对电源管理的需求，帮助工程师设计出更高效、更节能的产品。

在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计要求，合理选择电感、电容等元件，并注意 PCB 布局，以充分发挥该系列转换器的性能。你在使用类似的升压转换器时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。