探索MAX866/MAX867：单节电池供电的高效DC - DC转换器

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。对于单节电池供电的系统，如何高效地将电池电压转换为所需的输出电压，是工程师们常常面临的挑战。今天，我们就来深入了解一下MAXIM公司的MAX866和MAX867这两款单节电池供电的DC - DC转换器。

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产品概述

MAX866和MAX867是专为单节电池供电系统设计的超小型、高效CMOS升压DC - DC开关稳压器。MAX866可接受0.8V至输出电压（Vout）之间的正输入电压，并将其转换为3.3V或5V的引脚可选输出电压；而MAX867的可调版本则接受0.8V至6.0V的输入电压，并能在2.7V至6.0V范围内产生可调的输出电压。它们的典型效率大于80%，典型无负载电源电流为100µA（关机时为1µA）。

应用领域

这些转换器广泛应用于寻呼机、遥控器、探测器、单节电池供电设备以及备用电源等领域。

产品特性

电气特性

1. 宽输入电压范围：支持0.8V至6.0V的输入电源电压，保证了在不同电池状态下的稳定工作。
2. 高效转换：在宽负载范围内效率大于80%，有效延长了电池的使用寿命。
3. 低功耗：无负载电池电流低至100µA（VOUT = 3.3V时），关机模式下仅为1µA，大大降低了系统的功耗。
4. 高开关频率：最高可达250kHz的开关频率，允许使用小型、低成本的电感和电容。
5. 精准参考电压：参考电压的容差为±1.5%，保证了输出电压的稳定性。
6. 低电池检测：具备低电池检测器（LBI/LBO），方便监测电池状态。

封装优势

它们采用超小型8引脚µMAX封装（高度仅1.11mm），电路面积仅0.2in²，非常适合对空间要求较高的应用。

工作原理

开关模式调节

MAX866/MAX867将开关模式稳压器、N沟道功率MOSFET、精密电压参考和电源故障检测器集成在一个单片器件中。MOSFET采用“感测FET”类型，具有极低的栅极阈值电压，确保在低电池电压（典型值0.8V）下也能启动。

PFM控制方案

该控制方案结合了低压效率（典型值80%）和低电池消耗（典型值100µA）。没有振荡器，开关由一对单稳态电路实现，设置了最大LX导通时间（典型值4.5µs）和最小LX关断时间（1µs）。如果电感电流在4.5µs之前达到0.5A，LX导通时间将提前终止。

电压参考

精密电压参考适用于驱动外部负载，如模数转换器。当源电流高达250µA和吸收电流高达20µA时，电压参考输出变化小于±2%。

设计要点

输出电压选择

对于MAX866，可以通过逻辑控制或将3/5引脚连接到GND或OUT来选择3.3V或5V的输出电压。而MAX867的输出电压则由两个电阻R1和R2组成的分压器来设置，公式为： [VOUT =VREFleft(frac{R 1+R 2}{R 2}right)] 其中 (VREF =1.25 ~V)

低电池检测

MAX866系列包含一个片上比较器用于低电池检测。当LBI引脚的电压低于内部参考电压（1.25V）时，LBO（开漏输出）会向GND吸收电流。低电池监测的阈值由两个电阻R3和R4设置，公式为： [R 3=R 4left(frac{V{TH}}{V{REF}}-1right)] 其中 (VTH) 是低电池检测器的期望阈值，VREF是内部1.25V参考电压。

电感选择

电感值通常选择330µH，可在大多数应用中提供超过10mA的负载，并允许典型的启动电压为0.8V。电感值并非关键，MAX866/MAX867可以在22µH至1mH的范围内工作。一般来说，较小的电感值可提供更多的输出电流，而较大的值则能在较低的输入电压下启动。

电容选择

建议使用10µF至47µF的电容，输出滤波电容通常选择47µF、6V、0.85Ω的表面贴装钽电容，可在10mA负载下从0.9V升压到1.4V时提供15mV的输出纹波。

整流二极管

为了获得最佳性能，建议使用开关肖特基二极管，如1N5817或MBR0520LTI。对于低输出功率应用，PN结开关二极管（如1N4148）也可以使用，但会降低效率并提高启动电压。

PC布局和接地

由于电路的高频操作，PC布局对于最小化接地反弹和噪声非常重要。应保持IC的GND引脚以及C1和C2的接地引线距离小于0.2in（5mm），并尽量缩短FB和LX引脚的连接。使用接地平面并将IC的GND引脚直接焊接到接地平面，可最大化输出功率和效率，同时最小化输出纹波电压。

总结

MAX866和MAX867是两款性能出色的单节电池供电DC - DC转换器，它们在效率、功耗、尺寸等方面都具有显著优势。在实际设计中，工程师们可以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PC布局和接地，以充分发挥这两款转换器的性能。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。