高效能电源转换利器：MAX1896 1.4MHz SOT23 电流模式升压 DC - DC 转换器

在电子设备的电源管理领域，高效、稳定且小巧的 DC - DC 转换器一直是工程师们追求的目标。今天，我们就来深入探讨一款由 MAXIM 推出的高性能升压 DC - DC 转换器——MAX1896。

文件下载：MAX1896.pdf

一、产品概述

MAX1896 是一款采用高性能电流模式、固定频率脉冲宽度调制（PWM）电路以及内部 0.7Ω N 沟道 MOSFET 的升压 DC - DC 转换器。它能够提供高效调节和快速响应，具有高达 90% 以上的效率，输出电压可调节至 13V，能在 5V 输入下保证 12V/120mA 的输出，输入范围为 2.6V 至 5.5V。其 1.4MHz 的高开关频率不仅允许快速的环路响应，还能使用小型组件轻松实现滤波。

产品特性

1. 高效节能：效率超过 90%，能有效降低功耗，延长设备续航时间。
2. 输出灵活：输出电压可在 13V 范围内进行调节，满足不同应用场景的需求。
3. 宽输入范围：2.6V 至 5.5V 的输入范围，适配多种电源。
4. 低功耗待机：关机模式下电流消耗低至 0.01µA，节省能源。
5. 引脚兼容：与 LT1613 引脚兼容，方便工程师进行电路替换和升级。
6. 可编程软启动：通过外部电容可对软启动进行编程，设置输入电流斜坡率，减少启动时的电流冲击。
7. 小封装设计：采用节省空间的 6 引脚 SOT23 封装，适合对空间要求较高的应用。

二、技术参数

绝对最大额定值

参数	数值
LX 至 GND 电压	-0.3V 至 +14V
FB 至 GND 电压	-0.3V 至 +6V
RMS LX 引脚电流	0.6A
6 引脚 SOT23 功耗（+70°C 以上每升高 1°C 降额 9.1mW）	727mW

电气特性

在不同条件下，MAX1896 的各项电气参数表现稳定。例如，输入电源范围为 2.6V 至 5.5V，输出电压调节范围可达 13V，振荡器频率在 1000kHz 至 1800kHz 之间等。具体参数可参考文档中的详细表格。

三、典型工作特性

效率与输出电流关系

从典型工作特性曲线可以看出，在不同输入输出电压组合下，MAX1896 的效率随输出电流的变化情况。例如，当 (V{IN}=3.3V)，(V{OUT}=13V) 时，效率能保持在较高水平，这对于需要高效电源转换的应用至关重要。

其他特性

还展示了无负载电源电流与输入电压的关系、负载瞬态响应、输出电压与输出电流的关系等特性曲线，这些曲线为工程师在实际应用中评估和优化电路提供了重要依据。

四、引脚说明

引脚	名称	功能
1	LX	功率开关连接，连接到电感器和输出整流器，组件应尽可能靠近该引脚。
2	GND	接地
3	FB	反馈输入，通过连接从输出到 FB 的电阻分压器来设置输出电压。
4	SHDN	关机输入，低电平驱动可关闭转换器，也可连接到 IN 自动启动。
5	SS	软启动输入，连接软启动电容到 GND 可实现软启动功能。
6	IN	内部偏置电压输入，连接到输入电压源，并使用 1µF 或更大电容旁路到 GND。

五、详细工作原理

控制架构

MAX1896 采用电流模式、固定频率 PWM 架构，当负载变化时，误差放大器会设置电感器峰值电流以满足负载需求并调节输出电压。为了在高占空比下保持稳定性，内部会将斜率补偿信号与电流检测信号相加。

轻载工作模式

在轻载情况下，该架构允许 MAX1896 跳过周期，防止输出电压过充。此时，电感器电流上升到约 100mA 的峰值，然后放电到输出端，等待下一个脉冲到来。

输出电流能力

输出电流能力取决于电流限制、输入电压和电感器值。由于采用了斜率补偿来稳定反馈环路，占空比会影响电流限制，具体计算公式可参考文档中的相关内容。

软启动功能

通过外部电容可对 MAX1896 进行软启动编程。上电时，软启动电容以 4µA 的恒定电流充电，电压上升到 0.5V。在此期间，SS 电压直接控制电感器峰值电流，从 (V{SS}=0.5V) 时的 0A 到 (V{SS}=1.5V) 时的全电流限制。软启动周期完成后，可提供最大负载电流。

关机模式

当 SHDN 为低电平时，MAX1896 进入关机模式，电源电流降至 0.01µA，内部参考、误差放大器、比较器、偏置电路和 N 沟道 MOSFET 均关闭，但升压转换器的输出仍通过外部电感器和输出整流器连接到 IN。

六、应用信息

电感器选择

电感器的选择需考虑输入电压、输出电压、最大电流、尺寸和电感值的可用性等因素。通过相关公式可以根据应用需求选择合适的电感值，同时要在电感尺寸、损耗和输出纹波之间进行权衡。

二极管选择

输出二极管应能承受输出电压和峰值开关电流，建议使用肖特基二极管。若使用结整流器，必须是超快型（(t_{rr}<50ns)）以防止整流器过度损耗。

输入和输出电容选择

MAX1896 可与钽电容和陶瓷电容配合使用。使用陶瓷电容时，可通过前馈电容来提高稳定性，具体电容值可根据公式计算。

输出电压设置

MAX1896 的输出电压可在 VIN 至 13V 范围内调节，通过连接从输出到 FB 的电阻分压器，并根据公式计算 R1 的值来设置输出电压。

软启动电容计算

软启动电容的大小应确保在输出达到稳定之前电流限制不会达到最终值，可根据相关公式计算电容值和软启动持续时间。

七、应用电路示例

单节电池到 3.3V SEPIC 电源

MAX1896 可应用于单端初级电感转换器（SEPIC）拓扑，适用于输入电压可能高于或低于输出电压的情况，如将单节锂离子电池转换为 3.3V 输出。在这种应用中，L1 和 L2 可以是单个电感器的两个绕组或两个独立的电感器，耦合电容应选择低 ESR 类型以实现最大效率。

八、布局建议

在高频开关电源中，良好的 PCB 布局和布线对于实现良好的调节和稳定性至关重要。建议尽可能遵循评估套件的 PCB 布局，将功率组件紧密放置，保持走线短、直且宽，避免通过内部接地层的过孔互连功率组件的接地引脚，采用星型接地配置。

综上所述，MAX1896 以其高效、灵活和小巧的特点，为电子工程师在电源设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求合理选择外部组件，优化电路设计，充分发挥 MAX1896 的性能优势。你在使用类似 DC - DC 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。