高效低功耗的MAX764/MAX765/MAX766 DC - DC逆变器深度解析

在电子设计领域，DC - DC转换器是实现电源转换的关键组件。今天我们要深入探讨的是MAXIM公司的MAX764/MAX765/MAX766系列DC - DC逆变器，它以其高效、低功耗的特点在众多应用中脱颖而出。

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一、产品概述

MAX764/MAX765/MAX766是高度集成的反相开关稳压器，在宽负载电流范围内具有高效性能，能够提供高达1.5W的功率输出。其独特的电流限制脉冲频率调制（PFM）控制方案，融合了传统PFM转换器和脉冲宽度调制（PWM）转换器的优点。

1. 输入输出特性

• 输入电压范围：3V至16V，能够适应多种电源环境。
• 输出电压：MAX764预设为 - 5V，MAX765预设为 - 12V，MAX766预设为 - 15V，同时也可以通过两个外部电阻将输出电压调节在 - 1V至 - 16V之间（双模式）。最大工作VIN - VOUT压差为20V。

2. 性能优势

• 高效率：在宽负载电流范围内都能保持高效，重负载时效率高，轻负载时静态电流低至120µA，远低于PWM设备的2mA至10mA。
• 高开关频率：高达300kHz的开关频率，允许使用直径小于5mm的表面贴装磁性元件，大多数应用使用标准的47µH电感器即可，无需进行复杂的磁性设计。
• 内部功率MOSFET：内部集成的P沟道功率MOSFET，适用于对元件数量要求较低的中低功率应用。如果需要更高的输出驱动能力或更高的输出电压，可以选择MAX774/MAX775/MAX776或MAX1774，它们可以驱动外部功率P沟道MOSFET，负载能力可达5W。

二、应用领域

该系列产品具有广泛的应用场景，包括但不限于以下几个方面：

• LCD偏置发生器：为LCD显示屏提供稳定的偏置电压。
• 便携式仪器：满足便携式设备对电源效率和体积的要求。
• LAN适配器：为网络设备提供可靠的电源转换。
• 远程数据采集系统：在远程数据采集设备中保证电源的稳定性。
• 电池供电应用：低静态电流特性有助于延长电池使用寿命。

三、产品特性

1. 电气特性

• 输入输出电流：输出电流最大可达250mA，在不同的输出电压和温度条件下，输出电流有相应的规格。
• 电源电流：最大电源电流为120µA，关断电流最大为5µA。
• 参考电压：参考电压在不同温度范围的产品中有所差异，典型值为1.5V。
• 负载和线性调节：具有良好的负载和线性调节特性，保证输出电压的稳定性。
• 效率：在10mA至100mA的负载电流范围内，效率可达80%以上。

2. 工作模式

• 连续导通模式：在高输出电流时，MAX764/MAX765/MAX766工作在连续导通模式，电流始终在电感中流动，控制电路逐周期调整开关的占空比，以保持稳压，同时不超过开关电流能力，具有出色的负载瞬态响应和高效率。
• 不连续导通模式：电流在电感中从零开始上升到峰值，然后在每个周期下降到零。虽然效率仍然很高，但输出纹波可能会略有增加。

四、设计要点

1. 输出电压设置

对于可调输出操作，可以使用外部电阻R1和R2来调整输出电压。选择反馈电阻R1 = 150kΩ，R2可根据公式(R 2=(R 1) | frac{V{OUT }}{V{REF }})计算，其中(V_{REF}=1.5 ~V)。对于固定输出操作，将FB引脚连接到REF引脚即可。

2. 元件选择

• 电感器：实用的电感值范围为22µH至68µH，47µH的电感器适用于大多数应用。为了获得最高效率，应选择直流电阻低（最好低于100mΩ）的线圈，并使用环形、罐形或屏蔽线圈以减少辐射噪声。电感的增量饱和电流额定值应大于0.75A的峰值电流限制。
• 二极管：由于MAX764/MAX765/MAX766的高开关频率，需要使用高速整流器。推荐使用平均电流额定值为0.75A的肖特基二极管，如1N5817或1N5818。在高温和轻负载应用中，肖特基二极管的高泄漏电流可能不适用，可以使用高速硅二极管，如MUR105或EC11FS1。
• 电容器
  • 输出滤波电容：选择低等效串联电阻（ESR）的电容，推荐使用68µF、20V的电容，如Sanyo OS - CON系列。
  • 输入旁路电容：使用低ESR的电容，对于输出电流高达250mA的应用，100µF至120µF、电压额定值至少为20V的电容（C1）与0.1µF的电容（C2）并联通常是足够的。C2应尽可能靠近V +和GND引脚放置。
  • 参考电容：使用0.1µF的电容旁路REF引脚，REF输出可为外部负载提供高达100µA的电流。

3. 布局考虑

正确的PCB布局对于减少高电流和快速开关波形产生的噪声至关重要。采用星型接地配置，将GND、输入旁路电容接地引线和输出滤波电容接地引线连接到一个点，以最小化接地噪声。同时，尽量缩短引线长度，减少杂散电容、走线电阻和辐射噪声。特别是连接到FB和LX的走线要短。如果使用外部电阻分压器，从FB到电阻的走线必须非常短。

五、订购信息

该系列产品提供多种温度范围和引脚封装选项，包括8引脚塑料DIP、8引脚SO和8引脚CERDIP等，以满足不同的应用需求。

MAX764/MAX765/MAX766系列DC - DC逆变器以其高效、低功耗和灵活的设计特点，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，合理选择元件和优化布局，可以充分发挥其性能优势，实现稳定可靠的电源转换。你在使用这类DC - DC逆变器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。