MAX750A/MAX758A：高效可调降压型PWM稳压器的全面剖析

在当今电子设备不断追求小型化、高效化的时代，电源管理芯片的性能显得尤为重要。MAX750A/MAX758A作为MAXIM推出的可调输出、CMOS、降压型DC - DC开关稳压器，在众多应用场景中展现出了卓越的性能。下面，我们就来深入了解一下这两款芯片。

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一、芯片概述

MAX750A和MAX758A采用电流模式脉宽调制（PWM）控制系统，结合简单的降压型（buck）调节器拓扑结构。MAX750A的输入电压范围为4V至11V，可提供450mA的输出电流；MAX758A的输入电压范围为4V至16V，能提供750mA的输出电流。它们的典型效率在85%至90%之间，典型静态电流为1.7mA，关机模式下仅为6µA。此外，在指定范围内，输出在开关频率的次谐波处不会出现任何纹波。

二、芯片特性

1. 高负载能力

MAX758A最高可提供750mA的负载电流，MAX750A可提供450mA的负载电流，能够满足大多数中小功率设备的需求。

2. 高频PWM控制

采用160kHz的高频电流模式PWM控制，不仅能实现精确的输出调节，还具有出色的瞬态响应能力。

3. 高效率

效率范围在85%至96%之间，有效降低了功耗，提高了能源利用率。

4. 无需电感设计

只需使用33µH或100µH的预选择电感值，无需进行复杂的电感设计，简化了电路设计过程。

5. 低功耗

静态供电电流仅为1.7mA，关机供电电流低至6µA，有助于延长电池供电设备的续航时间。

6. 输出电压可调

输出电压可在1.25V至输入电压之间进行调节，满足不同应用场景的需求。

7. 多重保护功能

具备过流、软启动和欠压锁定保护功能，以及逐周期电流限制，确保芯片在各种异常情况下的安全稳定运行。

三、应用领域

由于其出色的性能，MAX750A/MAX758A广泛应用于以下领域：

• 蜂窝电话和无线电设备：为设备提供稳定的电源，确保通信功能的正常运行。
• 便携式通信设备：满足设备对电源体积和效率的要求，延长设备的使用时间。
• 便携式仪器：为仪器提供精确的电源，保证测量的准确性。
• 计算机外设：为外设提供稳定的电源，确保其正常工作。

四、引脚配置

MAX750A和MAX758A提供8引脚DIP/SO和16引脚宽SO封装，不同引脚具有不同的功能：

• SHDN：关机引脚，低电平有效。接地时芯片进入关机模式，输出电压降为0V；接V + 时正常工作。
• REF：参考电压输出引脚，提供+1.22V的参考电压，可提供高达100µA的电流，需用不超过0.047µF的电容旁路到地。
• SS：软启动引脚，通过连接电容到地实现软启动和短路保护，通过连接510kΩ电阻到SHDN提供电流提升。
• CC：外部电压分压器反馈点，用于调节输出电压，需在输出和CC之间连接330pF的补偿电容。
• I.C.：内部连接引脚，无需外部连接。
• GND：接地引脚。
• LX：内部P沟道功率MOSFET的漏极。
• V +：电源电压输入引脚，需用1.0µF陶瓷电容和大值电解电容并联旁路到地。

五、工作原理

1. 电流模式PWM控制

芯片采用电流模式PWM控制，包含两个反馈环路：内部电流环路通过电流检测电阻和放大器监测开关电流，外部电压环路通过误差放大器监测输出电压。内部环路实现逐周期电流限制，当开关电流达到预定阈值时，截断功率晶体管的导通时间，该阈值由外部环路确定。

2. 可编程软启动

通过在软启动（SS）引脚连接电容和电阻，确保芯片有序上电。典型值为0.1µF电容和510kΩ电阻。SS引脚控制软启动时序和最大输出电流，充电电容缓慢提高误差放大器输出电压的钳位值，限制上电时的浪涌电流。

3. 过流限制

当负载电流超过约1.5A时，过流比较器触发，输出FET在每个时钟周期尝试提供电流，直到逐周期或过流限制被超过。软启动电容需大于0.01µF以确保过流保护正常工作。

4. 欠压锁定

欠压锁定功能监测V + 引脚的电源电压，当V + 上升到3.75V以上时允许芯片开始工作；当V + 下降到3.50V以下时，控制逻辑关闭输出功率FET，并将软启动电容放电到地，防止功率MOSFET部分导通，避免过度功耗。

5. 关机模式

将SHDN引脚接地可使芯片进入关机模式，此时输出功率FET关闭，输出电压降为0V，内部参考也关闭，软启动电容放电。典型待机电流为6µA，包含外部组件的泄漏电流。

6. 连续/不连续传导模式

芯片的工作模式（连续传导模式CCM或不连续传导模式DCM）由输入电压、输出电压、负载电流和电感值决定。随着电感值或负载电流减小，或输入电压增加，芯片倾向于工作在DCM模式。CCM模式下电感电流不会降为零，效率更高，输出电容的纹波电流更小，噪声也更低。

六、应用设计要点

1. 电感选择

MAX750A/MAX758A无需电感设计，使用单个100µH（MAX75_AC）或33µH（MAX75_AE/AM）电感即可保证高效输出。电感的增量饱和电流额定值应大于1A，直流电阻应小于0.8Ω。

2. 输出电压调节

通过在反馈输入引脚（CC）连接电压分压器来设置输出电压。输出电压由R2和R3决定，计算公式为：[R 2 = R 3[((Vout / 1.22 V)-1)]]，其中R3可选择10kΩ至20kΩ范围内的电阻，典型值为10kΩ。输出电压在温度范围内的公差为±4.5%加上外部电阻的公差。

3. 输出滤波电容选择

选择输出滤波电容的主要标准是低等效串联电阻（ESR）。电感电流变化与输出电容ESR的乘积决定了输出电压上锯齿波纹波的幅度。为保持交流稳定性，应尽量减小输出滤波电容的ESR，使用100µH电感时，电容的ESR应小于0.25Ω，以确保在整个电流范围内输出纹波小于50mVp - p。

4. 其他组件选择

• 续流二极管：应选择肖特基或高速硅整流二极管，峰值电流额定值约为1A，例如1N5817。
• 330pF外部环路补偿电容：可提供最宽的输入电压范围和最佳的瞬态特性。
• 510kΩ电阻：对于低电流应用，可省略该电阻。

5. 印刷电路板布局

良好的布局对于芯片的稳定运行至关重要。1µF旁路电容（C2）应尽可能靠近V + 和GND引脚，输出电容应靠近电感和GND引脚。连接输入和输出滤波电容以及续流二极管的走线应尽量短，以减小电感和电容。避免使用插座，将IC直接焊接到PCB板上。如有可能，使用不间断的接地平面；否则，使用星形接地连接。

6. 输出纹波滤波

可在输出端添加简单的低通π滤波器，将输出纹波降低到约5mVp - p。所示值的截止频率为21kHz，滤波器电感应尽量减小电阻，以避免过大的电压降。

七、总结

MAX750A/MAX758A以其高效、可调、多重保护等特性，成为众多电子设备电源管理的理想选择。在实际应用中，合理选择组件、优化电路板布局，能够充分发挥芯片的性能，为设备提供稳定可靠的电源。各位工程师在设计过程中，不妨考虑这两款芯片，相信它们会给你的项目带来意想不到的效果。你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。