探索MAX856 - MAX859：高效升压DC - DC转换器的设计秘籍

在设计电子设备时，直流 - 直流（DC - DC）转换器的选择至关重要，尤其是在处理小功率、低输入电压或电池供电的系统时。MAXIM的MAX856 - MAX859系列升压DC - DC转换器，以其高效、低功耗的特性，成为众多应用场景中的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这个系列的转换器。

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一、器件概述

（一）基本特性

MAX856 - MAX859是一系列高效的CMOS升压DC - DC开关稳压器。它们具有极宽的输入电压范围，从0.8V到6.0V，能适应多种电池供电的应用。其典型启动电压低至0.8V，这意味着即使在电池电量较低时，设备依然可以正常启动。该系列的转换器效率典型值超过85%，在100mA负载下能保持出色的效率表现。此外，静态工作电流仅为25μA，关机模式下更是低至1μA，大大延长了电池的使用寿命。

（二）产品分类及电流限制

• 固定输出型：MAX856 / MAX858可接受0.8V至输出电压（VOUT）之间的正输入电压，通过引脚选择输出3.3V或5V的电压，适用于对输出电压有固定要求的设备。
• 可调输出型：MAX857 / MAX859的输入电压范围为0.8V至6.0V，可在2.7V至6.0V范围内产生可调的输出电压，以满足更灵活的设计需求。
• 电流限制：MAX856 / MAX857的峰值电感电流限制为500mA，而MAX858 / MAX859为125mA。不同的电流限制为不同功率需求的应用提供了选择。

二、应用领域

（一）电压转换应用

在3.3V到5V的升压转换场景中，如掌上电脑、便携式数据采集设备、个人数据通信器/计算机等，这些设备通常需要稳定的5V电源来驱动特定的电路或外设，MAX856 - MAX859能够高效地完成电压转换任务。

（二）电池供电设备

对于由2 - 3节电池供电的设备，如血糖仪、医疗仪器等，该系列转换器的低功耗和宽输入电压范围特性，使得它们能够利用电池的全部电量，延长设备的使用时间。

三、器件特性

（一）电气特性

• 输出电压精度：在不同的负载和输入电压条件下，输出电压能够保持较高的精度。例如，当MAX856的3/5引脚为0V，负载电流在0mA至100mA范围内时，输出5V电压的精度在±4%以内。
• 启动和工作电压：最低启动电压和工作电压均为0.8V，确保了在电池电量较低时设备的正常启动和运行。
• 静态电流和关断电流：静态工作电流小，关机模式下电流极低，有效降低了功耗。

（二）工作频率和参考电压

• 最高可达500kHz的开关频率，结合内部设定的峰值电感电流限制，允许使用小型、低成本的电感。
• 参考电压为1.25V，在不同的负载条件下，参考电压的调节精度在±1.5%以内。

（三）电池检测功能

内置低电池检测器（LBI/LBO），当电池电压低于设定阈值时，LBO引脚输出低电平，可用于触发报警或采取其他保护措施。

四、设计要点

（一）输出电压选择

• 固定输出型：对于MAX856 / MAX858，通过将3/5引脚连接到GND或OUT来选择输出3.3V或5V的电压。在5V输出模式下，内部电源电压较高，开关晶体管的导通电阻较低，输出功率和效率略有提高。
• 可调输出型：对于MAX857 / MAX859，通过两个电阻R1和R2组成的分压器来设置输出电压，计算公式为(V{OUT }=V{REF }left(frac{R 1 + R 2}{R 2}right))，其中(V_{REF}=1.25V)。

（二）低电池检测

利用内部的比较器，通过两个电阻R3和R4设置低电池检测阈值。当LBI引脚电压低于1.25V时，LBO引脚导通，可外接上拉电阻来驱动CMOS电路。

（三）电感和电容选择

• 电感：一般推荐使用47μH的电感，但在10μH至100μH范围内均可正常工作。较小的电感值物理尺寸小，但输出电压纹波较大；较大的电感值输出电流能力强，但尺寸较大。电感的增量饱和电流额定值应大于开关电流峰值限制。
• 电容：输出滤波电容建议使用低等效串联电阻（ESR）的电容，如68μF、10V、0.85Ω的表面贴装钽电容，可有效降低输出纹波。对于不同的型号和负载情况，可选择合适容量的电容。

（四）整流二极管和PCB布局

• 为了获得最佳性能，建议使用开关肖特基二极管，如1N5817。对于低输出功率应用，PN结开关二极管也可使用，但效率会有所降低。
• PCB布局对于减少接地反弹和噪声非常重要。应尽量缩短IC的GND引脚与C1、C2的接地引脚之间的距离，以及FB和LX引脚的连接长度。同时，使用接地平面并将IC的GND引脚直接焊接到接地平面上，可提高输出功率和效率，降低输出纹波电压。

五、结语

MAX856 - MAX859系列升压DC - DC转换器以其高效、灵活的特性，为小功率、电池供电的电子设备设计提供了优秀的解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择输出电压、电感、电容等元件，并注意PCB布局和接地，以充分发挥该系列转换器的性能。你在使用类似的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。