MAX17645：高效同步降压DC - DC转换器的卓越之选

在电子设计领域，电源管理芯片的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。MAX17645作为一款高性能的同步降压DC - DC转换器，为工程师们提供了出色的解决方案。下面，我们就来详细了解一下这款芯片。

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一、产品亮点

1. 减少外部元件与总成本

MAX17645无需肖特基二极管，采用同步操作，内部集成了控制环路补偿和软启动功能。它支持全陶瓷电容，能够实现超紧凑的布局，减少了需要储备的DC - DC调节器数量。其输入电压范围宽达4.5V至36V，输出电压可在0.9V至输入电压的89%之间进行调节，最大能提供1A的负载电流。

2. 高效率表现

在满载情况下，当输入电压 (V{IN }=24V)，输出电压 (V{OUT }=5V)，输出电流 (I_{OUT }=1A) 时，效率可达90%。关机电流仅为2.2µA（典型值），并且MAX17645D在轻载时采用PFM模式，能实现高光负载效率。

3. 灵活设计

该芯片的EN/UVLO阈值可编程，能够单调启动进入预偏置输出。其开漏输出（RESET）可用于输出状态监测，方便工程师对系统进行实时监控。

4. 稳健运行

内置打嗝模式过载保护和过温保护功能，符合CISPR32 Class B标准，工作环境温度范围为 - 40°C至 + 125°C，结温范围为 - 40°C至 + 150°C，能适应各种恶劣环境。

二、关键应用

1. 工厂自动化

在工厂自动化的众多应用中，减少系统发热是关键需求之一。MAX17645作为全同步集成FET DC - DC转换器，效率高，能有效减少发热，避免系统因过热而停机。

2. 汽车售后市场

在资产跟踪应用中，设备通常需要尽可能小型化。MAX17645集成了FET和补偿功能，解决方案尺寸小，减少了元件数量，有助于降低系统的整体设计成本。

3. 通用负载点

通用负载点应用对电源转换的稳健性要求极高。MAX17645的工作温度范围为 - 40°C至 + 125°C，具备电流限制保护、过温保护功能，并且符合CISPR32 Class B发射标准，能在恶劣环境下提供高效的电源转换，让设计师放心使用。

三、电气特性

1. 输入电源

输入电压范围为4.5V至36V，关机时输入电流为2.2µA。不同模式下的输入电源电流有所不同，如MAX17645D在特定条件下IQ - PFM为115 - 170µA，MAX17645B在正常开关模式下输入电源电流为3.85mA。

2. EN/UVLO

EN/UVLO引脚的上升阈值为1.19 - 1.24V，下降阈值为1.06 - 1.15V，真正关机阈值为0.75V，输入泄漏电流在±50nA以内。

3. LDO

VCC输出电压范围为4.75 - 5.25V，电流限制为15 - 55mA，压降为0.15 - 0.3V，UVLO上升阈值为4.05 - 4.3V，下降阈值为3.7 - 3.95V。

4. 功率MOSFET

高端pMOS导通电阻为500 - 925mΩ，低端nMOS导通电阻为165 - 300mΩ，LX泄漏电流在±100nA以内。

5. 软启动与反馈

软启动时间为2.9 - 3.4ms，反馈调节电压根据不同型号有所差异，FB泄漏电流为 - 25nA。

6. 电流限制

峰值电流限制阈值为1.65 - 2.1A，失控电流限制阈值为2.05 - 2.7A，负电流限制阈值根据型号不同有所变化，PFM峰值电流限制阈值为0.38 - 0.48A。

7. 时序

开关频率为605 - 695kHz，进入打嗝模式的失控事件次数为1次，VFB欠压触发打嗝的电平为0.56 - 0.6V，打嗝超时时间为100ms，最小导通时间为90 - 120ns，最大占空比为89 - 94%，LX死区时间为5ns。

8. RESET

RESET上升的FB阈值为93.5 - 97.5%，下降的FB阈值为90 - 94%，FB达到95.5%调节后RESET延迟1.6ms，低RESET输出电平为0.2V，RESET输出泄漏电流为0.1µA。

9. 热关断

热关断阈值温度上升为166°C，滞后为10°C。

四、工作模式

1. PWM模式（MAX17645B）

在PWM模式下，电感电流允许为负，能在所有负载下提供恒定频率操作，适用于对开关频率敏感的应用。但在轻载时，与PFM模式相比，效率较低，因为转换器在每个时钟周期都会进行开关操作。

2. PFM模式（MAX17645D）

PFM模式禁用负电感电流，在轻载时跳过脉冲并进入休眠模式以提高效率。当输出电压达到标称电压的102.3%时，高低端FET均关闭，设备进入休眠状态，直到输出电压降至标称电压的101.1%才恢复工作。不过，与PWM模式相比，PFM模式的输出电压纹波较高，且轻载时开关频率不固定。

五、设计要点

1. 输入电压范围计算

根据输出电压、最大负载电流、电感直流电阻、开关频率等参数计算最小和最大工作输入电压，公式如下： [V{IN(MIN)}=frac {V{OUT}+left( I{OUT(MAX)}× left( R{DCR(MAX)}+R{DS-ONL(MAX)}right) right) }{D{MAX}}+left( I{OUT(MAX)} × left( R{DS-ONH(MAX)}-R{DS-ONL(MAX)}right) right)] [V{IN(MAX)}=frac{V{OUT}}{f{SW(MAX)} × t_{ON-MIN(MAX)}}]

2. 元件选择

• 输入电容：输入滤波电容能减少电源的峰值电流、开关噪声和输入电压纹波。根据公式计算输入电容的RMS电流和电容值，选择低ESR、高纹波电流能力的陶瓷电容，如X7R电容。在源与设备输入距离较远时，需添加适当的电解电容。
• 电感：选择电感时需考虑电感值、饱和电流和直流电阻。根据公式计算所需的最小电感值，选择饱和电流高于峰值电流限制的电感。
• 输出电容：工业应用中首选X7R陶瓷输出电容，考虑其直流偏置导致的电容损耗，进行适当降额。根据公式计算输出电容值，以支持动态负载并控制输出电压偏差。

3. 参数设置

• 输入欠压锁定电平：通过电阻分压器连接IN和SGND来设置设备开启的电压，选择合适的R1和R2电阻值。
• 输出电压调节：使用电阻反馈分压器从输出连接到SGND，选择合适的R3和R4电阻值来调节输出电压。

4. 功率损耗与温度估算

根据公式估算功率损耗和结温，确保结温不超过 + 125°C，以保证设备的使用寿命。 [P{LOSS }=P{OUT } timesleft(frac{1}{eta}-1right)-left(I{OUT }^{2} × R{DCR}right)] [P{OUT }=V{OUT } × I{OUT }] [T{J(MAX)}=T{A(MAX)}+left(theta{JA} × P_{Loss }right)]

5. PCB布局

PCB布局对芯片性能至关重要。所有承载脉冲电流的连接应尽可能短且宽，以减少电感。输入滤波电容和VCC旁路电容应靠近相应引脚放置。模拟小信号地和开关电流的功率地应分开，并在开关活动最小的点连接，保持接地平面连续。

六、典型应用电路

文档中给出了3.3V、1A输出和5V、1A输出的典型应用电路，包括电感、电容、电阻等元件的具体参数和型号选择，为工程师提供了参考。

七、订购信息

MAX17645有不同的型号可供选择，如MAX17645BATA +、MAX17645BATA + T、MAX17645DATA +、MAX17645DATA + T，工作温度范围均为 - 40°C至 + 125°C，采用8 TDFN封装，分别支持PWM和PFM模式。

总之，MAX17645凭借其高效、灵活、稳健的特点，在众多应用场景中都能发挥出色的性能。工程师们在设计电源管理系统时，可以根据具体需求合理选择和使用这款芯片。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。