MAX1586/MAX1587：为低功耗便携设备打造的高效电源管理IC

在当今的电子设备领域，特别是对于需要低功耗运行的便携式设备，如智能手机、PDA和互联网设备等，高效的电源管理至关重要。MAX1586/MAX1587电源管理IC就是为这类设备量身定制的解决方案，它集成了多个高性能、低工作电流的电源，同时具备监督和管理功能。

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产品概述

MAX1586/MAX1587专为使用英特尔XScale微处理器的设备而优化，这些设备通常需要在低功耗下具备强大的计算和多媒体能力。这两款IC集成了七个高性能、低工作电流的电源，包括三个降压型DC - DC输出（V1、V2和V3）、三个线性稳压器（V4、V5和V6）以及一个始终开启的输出V7（英特尔VCC_BATT）。

降压型DC - DC转换器

• V1：为I/O和外设提供3.3V或可调输出电压，可提供高达1300mA的负载电流。
• V2：在MAX1586A和MAX1587A中预设为1.8V或2.5V，在MAX1586B中预设为3.3V或2.5V，也可通过外部电阻进行调整，可提供高达900mA的负载电流。
• V3：为微处理器核心供电，输出电压可通过I²C串行接口在0.7V至1.475V之间以25mV的步长进行设置，在MAX1586A、MAX1586B和MAX1587A中可提供高达500mA的负载电流，在MAX1586C和MAX1587C中可提供高达1A的负载电流。

线性稳压器

• V4：为PLL提供固定的1.3V输出，可提供高达35mA的负载电流。
• V5：为CPU SRAM提供固定的1.1V输出，可提供高达35mA的负载电流。
• V6：仅在MAX1586中存在，输出电压可通过I²C串行接口编程为0V、1.8V、2.5V或3.0V，可提供高达35mA的负载电流。

始终开启的输出V7

V7始终处于活动状态，当ON1为高且V1处于稳压状态时，V7由V1供电；当ON1为低或V1超出稳压范围时，V7由备份电池BKBT供电，可提供高达30mA的负载电流。

关键特性

高效性能

所有DC - DC输出均采用快速的1MHz PWM开关和小型外部组件，在轻负载时可自动从PWM模式切换到跳周期模式，以降低工作电流并延长电池寿命。内部n通道同步整流器消除了对外部肖特基二极管的需求，提高了效率。

低静态电流

在不同的工作模式下，MAX1586/MAX1587都能保持较低的静态电流。例如，在睡眠模式下，当V1和V2的睡眠LDO开启时，电流仅为60µA；在深度睡眠模式下，除V7外所有电源关闭，V7由备份电池供电，电流低至5µA（MAX1587）或32µA（MAX1586）。

灵活的输出电压设置

V1和V2的输出电压可以预设，也可以通过电阻分压器进行调整；V3的输出电压可通过I²C串行接口进行编程；V6的输出电压可通过I²C串行接口编程为不同的值。

监督和管理功能

包括欠压锁定（UVLO）、死电池和低电池比较器、复位输出（RSO）、电源正常输出（POK）和备份电池输入（BKBT）等功能，可确保系统的稳定运行。

详细工作原理

同步整流

内部n通道同步整流器在每个周期的后半部分（关断时间）开启，此时电感两端的电压反转，电感电流下降。在正常操作（非强制PWM）中，同步整流器在周期结束时（下一个导通时间开始）或电感电流接近零时关闭。

100%占空比操作

如果在导通时间内电感电流不足以提供负载电流，开关将保持导通，允许实现高达100%的占空比操作。这使得输出电压在输入电压接近稳压电压时仍能保持稳定。

睡眠LDO

V1和V2除了高效的降压转换器外，还配备了低静态电流、低压差（LDO）线性稳压器，可在睡眠模式或负载电流非常低时使用。通过将SLP引脚拉低，可以启用睡眠LDO。

设计要点

设置输出电压

• V1和V2：可以通过将FB1或FB2连接到GND或IN来设置预设输出电压，也可以使用电阻分压器将其设置为其他值。
• V3：通过I²C串行接口在0.7V至1.475V之间以25mV的步长进行设置。
• V6：通过I²C串行接口编程为0V、1.8V、2.5V或3.0V。

电感选择

选择合适的电感值对于实现最佳效率至关重要。一般来说，电感的饱和电流应超过峰值电感电流，额定最大直流电感电流应超过最大输出电流。

电容选择

输入电容用于减少从电池或其他输入电源汲取的电流峰值，并降低控制器中的开关噪声；输出电容用于保持输出纹波小，并确保控制环路的稳定性。

补偿和稳定性

为了确保降压转换器的稳定性，需要进行适当的补偿。关键步骤包括设置补偿RC零点以抵消RLOAD COUT极点，并将环路交叉频率设置在开关频率的1/10或更低。

应用信息

扩展最大核心电压范围

在某些情况下，可能需要更高的CPU核心电压。可以通过添加两个电阻来增加V3的电压范围，如图7所示。

备份电池和V7配置

根据不同的系统需求，可以选择不同的备份电池配置，如使用一次性锂电池、可充电锂电池或NiMH电池等。

PCB布局和布线

良好的PCB布局对于实现最佳性能至关重要。应尽量缩短承载不连续电流的导体和任何大电流路径，并将参考和信号接地的低噪声接地平面与电源接地平面仅在一点连接，以减少电源接地电流的影响。

总结

MAX1586/MAX1587电源管理IC为使用英特尔XScale微处理器的便携式设备提供了高效、灵活的电源解决方案。它集成了多个高性能电源和监督管理功能，具有低静态电流、灵活的输出电压设置和良好的稳定性等优点。在设计过程中，需要根据具体的应用需求合理选择电感、电容和进行补偿，同时注意PCB布局和布线，以确保系统的最佳性能。你在使用这类电源管理IC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。