MAX8805W/MAX8805X/MAX8805Y/MAX8805Z：WCDMA PA电源的高效解决方案

在当今的无线通信领域，手机等设备对功率放大器（PA）的供电要求越来越高。既要保证高效稳定的供电，又要满足小型化的设计趋势。MAXIM推出的MAX8805W/MAX8805X/MAX8805Y/MAX8805Z系列600mA/650mA PWM降压转换器，就是为WCDMA和NCDMA手机中的PA动态供电而优化的产品。下面，我们就来详细了解一下这款产品。

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一、产品概述

MAX8805W/MAX8805X/MAX8805Y/MAX8805Z高频降压转换器，集成了高效PWM降压转换器和60mΩ典型旁路FET，还集成了双200mA低噪声、高PSRR低压差稳压器（LDO）用于PA偏置。有两种开关频率可选（MAX8805W/MAX8805Y为2MHz，MAX8805X/MAX8805Z为4MHz），可根据需求优化解决方案尺寸或效率。

二、产品特性

（一）PA降压转换器

1. 快速响应：对于0.8V至3.4V的输出电压变化，典型建立时间仅为7.5µs。
2. 宽输出电压范围：动态输出电压可从0.4V设置到VBATT。
3. 低导通电阻：60mΩ pFET和100%占空比，实现低压差。
4. 高频开关：2MHz或4MHz开关频率，可使用小尺寸陶瓷输入和输出电容，同时保持低纹波电压。
5. 高输出驱动能力：MAX8805Y/MAX8805Z为600mA，MAX8805W/MAX8805X为650mA。
6. 高精度增益：增益精度为2%。
7. 外部元件少：反馈网络集成，进一步减少外部元件数量。

（二）双低噪声LDO

1. 低输出噪声：典型输出噪声为35µVRMS。
2. 高PSRR：典型值为70dB。
3. 稳定输出电流：保证200mA输出驱动能力。
4. 独立开关控制：每个LDO可通过逻辑控制接口单独启用，关机电流低至0.1µA。

（三）其他特性

1. 宽电源电压范围：2.7V至5.5V。
2. 过热保护：具有热关断功能。
3. 小尺寸封装：提供16引脚、2mm x 2mm WLP和UCSP™封装（最大高度0.7mm）。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

使用时需要注意各引脚的电压和电流限制，如IN1A、IN1B、IN2等引脚的电压范围为 -0.3V至 +6.0V，LX电流最大为0.7ARMS等。同时，要注意功率耗散、结温、存储温度和焊点温度等限制。

（二）电气参数

给出了输入电源、热保护、逻辑控制、REFIN等参数的具体数值，如输入电压范围为2.7V至5.5V，热关断温度典型值为 +160°C等。对于不同型号的芯片，在REFIN相关参数上有所差异，如MAX8805Y/MAX8805Z的REFIN共模范围为0.1V至2.2V，REFIN到PA的增益为2V/V；MAX8805W/MAX8805X的REFIN共模范围为0.1V至1.76V，REFIN到PA的增益为2.5V/V。

四、典型工作特性

文档中给出了各种典型工作特性曲线，包括旁路模式下的压降与PA负载电流关系、PA降压转换器效率与输出电压和负载电流的关系、PA降压转换器输出电压与负载电流和REFIN电压的关系等。这些曲线可以帮助工程师在不同的工作条件下，选择合适的芯片和参数设置。

五、引脚说明

详细介绍了每个引脚的功能，如A1（REFBP）用于参考噪声旁路，A3（REFIN）是DAC控制输入，用于调节PA降压转换器的输出电压等。在实际设计中，需要根据引脚功能正确连接外部元件，如在REFBP引脚到AGND之间连接0.22µF陶瓷电容以降低LDO输出噪声。

六、详细工作原理

（一）降压转换器控制方案

采用滞回PWM控制方案，确保高效率、快速开关、快速瞬态响应、低输出纹波和小尺寸外部元件。通过误差比较器控制高低侧开关的导通和关断，内部同步整流器消除了外部肖特基二极管的需求。

（二）电压定位负载调节

利用独特的反馈网络，从LX节点通过R1获取直流反馈，消除了输出电容带来的相位滞后，使环路非常稳定，可使用非常小的陶瓷输出电容。通过在反馈中加入电阻R3，提高了负载调节能力，大大减少了负载瞬变或输出电压变化时的过冲。

（三）降压转换器旁路模式

在高功率传输期间，旁路模式通过内部60mΩ（典型）旁路FET将IN1A和IN1B直接连接到PAA和PAB，降压转换器强制进入100%占空比运行，提供低压降、长电池寿命和高输出电流能力。有强制旁路模式和自动旁路模式两种，可通过驱动HP引脚或REFIN引脚来实现。

（四）关机模式

将PA_EN引脚连接到GND或逻辑低电平，可将PA降压转换器置于关机模式；将EN1或EN2引脚连接到GND或逻辑低电平，可分别将LDO1或LDO2置于关机模式。当PA降压转换器和LDO都处于关机状态时，芯片进入极低功耗状态，输入电流降至0.1µA（典型）。

（五）降压转换器软启动

具有内部软启动电路，可限制启动时的浪涌电流，减少输入源上的瞬变，对于高输出阻抗的电源（如锂离子电池和碱性电池）特别有用。

（六）模拟REFIN控制

通过REFIN引脚设置输出电压，使转换器能够在需要动态电压控制的应用中工作。

（七）热关断

当结温超过 +160°C时，热关断电路会关闭芯片，待结温下降20°C后芯片重新启动并开始软启动，在连续热过载条件下会产生脉冲输出，以限制芯片的总功率耗散。

七、应用信息

（一）输出电压设置

PA降压转换器的PA_输出电压根据REFIN引脚的电压设置。LDO1和LDO2的输出电压由零件编号后缀决定，文档中给出了详细的对应表格，如MAX8805WE_EAA+T型号，LDO1和LDO2的输出电压均为1.80V。

（二）LDO压差

LDO的压差是由p沟道MOSFET通晶体管的漏源导通电阻（RDS(ON)）乘以负载电流决定的，在电池供电系统中，这决定了电池的有效使用寿命。

（三）电感选择

MAX8805W/MAX8805Y工作在2MHz开关频率，建议使用2.2µH电感；MAX8805X/MAX8805Z工作在4MHz开关频率，建议使用1µH电感。电感的直流电流额定值只需满足应用的最大负载即可，为了获得最佳的瞬态响应和高效率，建议选择直流串联电阻在50mΩ至150mΩ范围内的电感，文档中还给出了不同制造商的建议电感型号。

（四）输出电容选择

PA降压转换器的输出电容（CPA）需要具有低阻抗，推荐使用X5R或X7R电介质的陶瓷电容，大多数应用建议使用2.2µF电容。LDO1和LDO2的最小输出电容取决于负载电流，负载小于10mA时，使用0.1µF电容即可保证稳定运行；在额定最大负载电流下，建议使用至少1µF电容。

（五）输入电容选择

PA转换器的输入电容（CIN1）用于降低从电池或输入电源汲取的电流峰值和开关噪声，推荐使用X5R或X7R电介质的陶瓷电容，大多数应用建议使用2.2µF电容。LDO的输入电容应等于LDO1和LDO2输出电容之和，较大的输入电容值和较低的ESR可提供更好的噪声抑制和线路瞬态响应。

（六）散热考虑

虽然该系列芯片效率高，大多数应用中散热不多，但在高环境温度和重负载的应用中，可能会超过芯片的最大结温。需要根据芯片的热阻、结温和环境温度差以及气流速率来计算最大允许功率耗散，以确保芯片的正常工作。

（七）PCB布局

由于开关频率高和峰值电流较大，PCB布局非常重要。良好的布局可以减少反馈路径上的电磁干扰和地平面上的电压梯度，从而获得稳定和良好调节的输出。例如，要将CIN1靠近IN1A/IN1B和PGND连接，将电感和输出电容尽可能靠近芯片，并保持它们的走线短、直且宽，同时尽量缩短嘈杂走线（如LX节点）的长度。

MAX8805W/MAX8805X/MAX8805Y/MAX8805Z系列降压转换器凭借其高效、小尺寸、多种特性和灵活的应用方式，为WCDMA和NCDMA手机中的PA供电提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择芯片型号和外部元件，优化PCB布局，以确保系统的性能和稳定性。你在使用这款芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。