深入解析MAX608：低电压升压DC - DC控制器的设计与应用

在电子设备的电源设计中，低电压升压DC - DC控制器起着至关重要的作用。今天我们就来详细探讨一下MAXIM公司的MAX608低电压升压DC - DC控制器，看看它在实际应用中的表现和设计要点。

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一、产品概述

MAX608是一款BiCMOS升压开关模式电源控制器，它既可以提供预设的5V输出，也支持可调输出操作。其独特的控制方案结合了脉冲频率调制（PFM）和脉冲宽度调制（PWM）的优点，在宽输出电流范围内实现了高效率，并且相比以往的PFM设备，输出电流能力有所提升。

1. 输入输出特性

• 输入电压范围：1.8V至16.5V，适用于多种电源场景，如两到三节电池供电系统。
• 输出电压：出厂预设为5V，也可通过外部电阻分压器在3V至16.5V范围内进行调节。

2. 工作模式与效率

• PFM控制：在重负载时提供高效率，轻负载时仅消耗85µA（典型值）电流；逻辑控制的关断模式可将电源电流降至2µA（典型值）。
• 工作频率：最高可达300kHz，允许使用小型表面贴装元件。

3. 封装形式

提供8引脚DIP和SO封装，方便不同的应用需求。

二、应用场景

MAX608具有广泛的应用场景，包括但不限于以下几个方面：

• 高效DC - DC转换器：为各种电子设备提供稳定的电源转换。
• 电池供电应用：适用于便携式设备，延长电池续航时间。
• 正LCD偏置发生器：为液晶显示器提供合适的偏置电压。
• 便携式通信设备：满足通信设备对电源的高要求。

三、电气特性

1. 输入输出参数

• 输入电压范围：在不同温度范围内有所不同，TA = - 25°C至 + 85°C时为1.8V至16.5V；TA = - 40°C至 + 85°C时为1.9V至16.5V。
• 最小启动电压：无负载时为1.6V至1.8V。
• 输出电压：在不同条件下有一定的波动范围，例如VIN = 2.0V至5.0V，全负载范围内，TA = - 25°C至 + 85°C时为4.825V至5.175V。

2. 电流与效率

• 电源电流：正常工作时最大为110µA，关断模式下最大为5µA。
• 效率：在30mA至1.5A负载电流下可达85%，例如VIN = 4V，VOUT = 5V，ILOAD = 500mA时效率为87%。

3. 开关时间

• 最大开关导通时间：tON(max)为12µs至20µs。
• 最小开关关断时间：tOFF(min)为1.8µs至2.8µs。

四、设计要点

1. 输出电压设置

• 预设5V：将FB引脚接地即可。
• 可调输出：使用外部电阻R1和R2进行调节，R1取值范围为10kΩ至500kΩ，R2计算公式为(R2=(R1)left(frac{VOUT }{V_{REF }} - 1right))，其中VREF = 1.5V。

2. 元件选择

• RSENSE选择：根据理论输出电流曲线（如图4a - 4d所示）选择，需考虑温度范围和电流限制。
• 电感选择：实际电感值范围为10µH至300µH，大多数应用中22µH是不错的选择。选择时需满足(L geq frac{V{IN}(max ) × 2 mu s}{I{LIM}})，同时要考虑电感的饱和电流、直流电阻等参数。
• 功率晶体管选择：使用N沟道MOSFET功率晶体管，选择时需考虑总栅极电荷（Qg）、导通电阻（rDS(ON)）、反向传输电容（CRSS）等参数。例如MMFT3055EL和Si6426DQ都是不错的选择。
• 二极管选择：推荐使用肖特基二极管，如1N5817 - 1N5822，确保其平均电流额定值超过RSENSE设定的峰值电流限制，击穿电压超过VOUT。高温应用中可考虑使用高速硅二极管。
• 电容选择：
  • 输出滤波电容：选择低等效串联电阻（ESR）的电容，以减少输出电压纹波。
  • 输入旁路电容：降低从电压源汲取的峰值电流和开关噪声，推荐使用低ESR电容。
  • 参考电容：旁路REF引脚，使用0.1µF电容。

五、应用注意事项

1. 负载启动

MAX608在低输入电压下不适合满载启动，实际应用中需根据负载情况合理设计。

2. 布局考虑

由于高电流水平和快速开关波形会辐射噪声，因此PCB布局至关重要。采用星形接地配置保护敏感的模拟接地，尽量缩短引线长度以减少杂散电容、走线电阻和辐射噪声。

总之，MAX608是一款性能出色的低电压升压DC - DC控制器，在设计和应用过程中，我们需要根据具体需求合理选择元件和布局，以充分发挥其优势。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。