深度解析MAX629：28V低功耗高压DC - DC转换器

在电子设计领域，DC - DC转换器是实现电源转换与管理的关键组件。今天，我们将深入探讨Maxim Integrated推出的MAX629，一款28V低功耗、高压的升压或反相DC - DC转换器。

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一、产品概述

MAX629是一款功能强大的低功耗DC - DC转换器，其内部集成了N沟道MOSFET开关，并具备可编程电流限制功能。它能够在0.8V至输出电压的输入电压范围内，提供高达±28V的正或负偏置电压，并且可配置为升压、反激和SEPIC拓扑结构。

这款转换器采用电流限制脉冲频率调制（PFM）控制方案，在广泛的负载条件下都能实现高效率。内部的0.5A N沟道MOSFET开关减少了元件总数，高达300kHz的高开关频率则允许使用小型表面贴装磁性元件。此外，低电源电流、逻辑控制关机、小封装以及小型外部元件的组合，使MAX629成为电池供电应用中极为紧凑且高效的高压偏置解决方案。

二、应用领域

MAX629的应用十分广泛，主要包括以下几个方面：

1. LCD偏置发生器：可用于产生正或负的LCD偏置电压。
2. 高效DC - DC升压转换器：为系统提供稳定的升压电源。
3. 变容二极管调谐偏置：满足变容二极管的偏置需求。
4. 掌上电脑：适用于对功耗和体积有严格要求的掌上设备。
5. 2节和3节电池供电应用：充分发挥其低功耗和宽输入电压范围的优势。

三、产品特性

3.1 内部开关与输出电压

内部集成500mA、28V的N沟道开关，无需外部FET。能够生成正或负的输出电压，满足不同应用的需求。

3.2 低功耗设计

电源电流仅80μA，最大关机电流为1μA，大大降低了系统的功耗，延长了电池的使用寿命。

3.3 高开关频率

高达300kHz的开关频率，使得可以使用小型的磁性元件，减小了电路板的尺寸。

3.4 可调电流限制

可通过ISET引脚选择250mA或500mA的电流限制，允许使用小型、廉价的电感器，优化输出电流和元件尺寸。

3.5 封装形式

采用8引脚SO封装，便于安装和布局。

四、电气特性

4.1 电压与电流参数

• 输入电压：VCC输入电压范围为2.7V至5.5V，而电感的供电电压可在0.8V至28V之间变化，具体取决于电路工作条件。
• 电源电流：VCC电源电流典型值为80μA，关机电流低至0.04μA。
• 输出电压：可提供正或负的输出电压，范围为 - 28V至 + 28V。

4.2 开关特性

• 开关电流限制：通过ISET引脚可选择0.2A - 0.51A的开关电流限制。
• 导通电阻：LX导通电阻在不同VCC电压下有所不同，例如VCC = 3.3V时为0.6 - 1.2Ω，VCC = 5V时为0.7 - 1.4Ω。
• 开关时间：最大LX导通时间为6.5 - 10.0μs，最小LX关断时间根据不同输出极性有所不同。

4.3 其他特性

• 参考电压：REF输出电压在不同温度和负载条件下稳定在1.218 - 1.282V之间。
• 负载和线性调整率：在特定电路条件下，负载调整率和线性调整率表现良好。

五、设计要点

5.1 输出电压设置

通过两个外部电阻R1和R2可以设置MAX629的输出电压。对于正输出电压，将POL连接到GND，使用公式 (R1 = R2 times (frac{V{OUT}}{V{REF}} - 1)) 计算R1的值；对于负输出电压，将POL连接到VCC，使用公式 (R1 = R2 times frac{|V{OUT}|}{V{REF}}) 计算R1的值，其中 (V_{REF}=1.25V)。

5.2 电流限制设置

通过ISET引脚可以选择250mA或500mA的电流限制。对于需要更高输出电流的应用，将ISET连接到VCC；对于需要较低输出电流的应用，将ISET连接到GND。

5.3 元件选择

• 电感器：推荐使用47μH的电感器，在输入电压低于2V的情况下，可考虑将电感减小到22μH，但可能会影响最大负载电流和效率。
• 二极管：由于MAX629的高开关频率，需要使用高速整流二极管，如肖特基二极管（如1N5819或MBR0530L）。
• 电容器：输出滤波电容器应选择低等效串联电阻（ESR）的电容，输入旁路电容器也推荐使用低ESR电容，参考电容器根据REF电流大小选择0.1μF或0.47μF的陶瓷电容，还可使用前馈电容器（CF）来补偿反馈回路。

六、布局考虑

由于MAX629存在高电流水平和快速开关波形，会辐射噪声，因此正确的PCB布局至关重要。建议使用MAX629评估套件或等效的基于PCB的设计进行初始原型制作，避免使用面包板或原型板。要将GND引脚、输入旁路电容器接地引线和输出滤波电容器接地引线连接到单点（星形接地配置），以最小化接地噪声并提高调节性能。同时，尽量减小引线长度，优先考虑反馈电路、接地电路和LX的布局，将R1和R2尽可能靠近反馈引脚放置，将输入旁路电容器尽可能靠近VCC和GND引脚放置。

七、总结

MAX629以其低功耗、高电压、宽输入电压范围和灵活的配置选项，成为电池供电和高压偏置应用的理想选择。在设计过程中，正确设置输出电压、电流限制，合理选择元件以及进行良好的PCB布局，将有助于充分发挥MAX629的性能优势。各位工程师在实际应用中，不妨根据具体需求对其进行深入探索和优化，你是否在类似的设计中遇到过挑战呢？欢迎分享你的经验和见解。