高效低噪的电源解决方案：MAX77231 超低压噪声升压调节器

在电子设备的设计中，电源管理模块的性能往往直接影响着整个系统的稳定性和可靠性。尤其是在对空间和噪声要求极高的应用场景下，选择一款合适的升压调节器至关重要。今天，我们就来深入了解一下 Maxim Integrated 推出的 MAX77231 升压调节器，看看它是如何在小尺寸下实现超低噪声输出的。

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一、MAX77231 概述

MAX77231 专为升压应用而优化，特别适用于对纹波/噪声要求极低且 PCB 空间有限的场景。它通过 PMOS 线性后置调节器将输出纹波和噪声抑制至 35µVRMS（1MHz 带宽内），该调节器设置在升压调节器输出电压以下 0.5V，在优化效率的同时有效抑制噪声。

二、关键特性与优势

1. 超小尺寸解决方案

MAX77231 采用 9 凸点晶圆级封装（WLP），结合电感和外部电容后，总解决方案尺寸小于 7mm²，为空间受限的设计提供了理想选择。

2. 超低输出纹波/噪声

典型输出纹波/噪声仅为 35µVRMS，能够满足对噪声敏感的应用需求，如低噪声偏置电源和传感器偏置电源。

3. 灵活的输出电压

可提供 11.2V/10mA 的输出，并且输出电压可在工厂进行调整，范围从 11.2V 到 16.2V，满足不同应用的电压要求。

4. 低功耗设计

无负载时的电源电流仅为 125µA，关机时的电源电流小于 1µA，有效降低了系统功耗。

5. 真正的关机负载断开

在关机时，线性调节器（LDO）能够将负载与升压电路断开，使输出电压降至 0V，实现真正的关机功能。

6. 可选的主动放电功能

用户可以根据需要选择是否启用主动放电功能，增强了设计的灵活性。

三、工作原理

1. 升压转换器

MAX77231 的升压转换器采用电流限制、最大导通时间和最小关断时间的 PFM 架构，能够保证快速的瞬态响应和稳定的运行。当输出电压低于 11.7V 时，内部 NMOS 开关将输入电压施加到电感上，当电感电流达到 350mA 时，开关断开，电感将 LX 引脚拉高，直到内部肖特基二极管导通，电感电流通过二极管输送到升压输出端。

2. 线性调节器

升压转换器之后是一个 11.2V 的线性调节器，它能够将升压输出电流传递到负载，同时抑制不需要的纹波和降低噪声。该线性调节器能够提供 50dB 的纹波抑制（1MHz），并且在 100kHz 带宽内实现 35µVRMS 的噪声输出。

四、电气特性

1. 输入输出范围

输入电压范围为 2.75V 至 4.8V，输出电压为 11.2V（可工厂调整至 16.2V），输出电流为 10mA。

2. 电源电流

关机时的电源电流小于 1µA，无负载时的电源电流为 125µA。

3. 纹波和噪声

总输出噪声和纹波在 100Hz 至 10MHz 范围内为 35µVRMS，瞬态负载调节为 20mVP - P，瞬态线调节为 5mVP - P。

五、应用场景

MAX77231 适用于多种对噪声和空间要求较高的应用场景，如：

• 低噪声偏置电源：为对噪声敏感的电路提供稳定的偏置电压。
• 传感器偏置电源：确保传感器能够准确地采集数据，减少噪声干扰。

六、组件选择建议

1. 输入输出电容

建议使用 X5R 或 X7R 电介质的陶瓷电容，CIN 为 2.2µF/6.3V，COUT 和 CBST 为 2.2µF/25V。考虑到电容在高电压下的降额，MAX77231 设计能够容忍 COUT 和 CBST 降额后最小为 0.22µF 的电容值。

2. 电感

推荐使用 1µH/400mA 的电感，虽然也可以使用高达 10µH 的电感，但在空间受限的应用中，较小的电感值更为合适。不建议使用小于 1µH 的电感，因为较高的 dI/dt 可能会超出电流比较器的限流能力。

七、总结

MAX77231 作为一款高性能的升压调节器，凭借其超小尺寸、超低噪声和灵活的输出电压调整能力，为电子工程师在电源设计方面提供了一个优秀的解决方案。无论是在对空间和噪声要求苛刻的移动设备，还是对稳定性和可靠性要求较高的工业应用中，MAX77231 都能够发挥出其独特的优势。你在实际应用中是否遇到过类似的电源设计挑战？你会考虑选择 MAX77231 来解决这些问题吗？欢迎在评论区分享你的经验和想法。