MAX38890：2.5V 至 5.5V、5A 可逆降压/升压调节器的深度解析

在电子设备的设计中，备份电源的稳定性和高效性至关重要。今天，我们就来深入探讨一款专为备份应用设计的可逆降压/升压调节器——MAX38890。

文件下载：MAX38890.pdf

产品亮点剖析

电压范围与精度

MAX38890 的系统输出电压范围为 2.5V 至 5.5V，超级电容器电压范围为 0.5V 至 5.5V，阈值精度达 ±1%，备份和充电之间的迟滞为 2.5%。这样的参数使得它能适应多种不同的电源环境，为设备提供稳定的电压支持。

电流限制与效率

其峰值电感电流限制在 1A 至 5A 之间，且可通过外部电阻进行引脚编程。在充电或放电模式下，峰值效率高达 94%，在就绪状态下的静态电流仅为 4µA。这意味着在保证高效能量转换的同时，还能有效降低功耗。

状态输出与封装

它具备就绪和备份状态输出，RDY 和 BKB 标志能为系统提供实时状态信息。采用 3mm x 3mm、16 引脚的 TQFN 封装，体积小巧，适合各种紧凑型设备的设计。

关键应用场景

MAX38890 适用于多种设备，如手持工业设备、带有可移动电池的便携式设备/计算机、工业传感器和执行器以及售后汽车跟踪系统等。这些应用场景对电源的稳定性和备份功能有较高要求，而 MAX38890 正好能满足这些需求。

电气特性详解

电压与电流参数

在不同的温度和电压条件下，MAX38890 的各项电气参数表现稳定。例如，SYS 电压范围为 2.5V 至 5.5V，CAP 电压范围为 0.5V 至 5.5V。在不同温度下，SYS 关机电流、SYS 就绪供电电流、SYS 备份供电电流等参数都有明确的规定。

开关频率与电流限制

LX 开关频率在特定条件下为 1.2MHz，LX 峰值备份电流限制和 LX 峰值充电电流限制可通过 ISET 电阻进行调节。反馈输入偏置电流、使能输入泄漏电流等参数也都在合理范围内，确保了设备的正常运行。

典型工作特性

通过一系列的图表，我们可以直观地看到 MAX38890 在不同温度下的 SYS 引脚关机电流、SYS 引脚充电电流、SYS 备份供电电流等特性。同时，还展示了充电和备份过程中的开关波形、效率曲线以及负载调节情况等。这些特性有助于工程师更好地了解设备在实际应用中的表现。

引脚配置与功能

引脚描述

MAX38890 的引脚具有明确的功能。例如，ENC 为充电器使能输入，ENB 为备份使能输入，RDY 为就绪状态引脚，BKB 为备份状态引脚等。每个引脚的功能都与设备的充电、备份等操作密切相关。

功能实现

通过对各个引脚的合理配置，可以实现超级电容器的充电、系统备份等功能。例如，通过调节 FBCR、FBCH、FBS 等引脚的电压，可以设置超级电容器的最大充电电压、系统备份工作电压等。

应用电路设计

超级电容器电压配置

超级电容器的最大充电电压由驱动 FBCH 引脚的电阻分压器决定。当 VFBCH 达到 0.5V 时，充电停止。通过合理选择电阻值，可以实现对超级电容器电压的精确控制。

系统电压配置

系统备份电压由驱动 FBS 引脚的电阻分压器确定。当 VFBS 高于 1.23V 时，DC - DC 调节器从主电池充电超级电容器；当主电池移除且 VFBS 降至 1.2V 时，调节器从超级电容器获取能量并调节 SYS 引脚电压。

充电/放电电流配置

ISET 引脚可用于优化系统在备份期间的效率。通过一个电阻可以同时设置充电和备份电流，计算公式为 (I{CAP_CHG}=2.5A timesleft(frac{20kOmega}{R{ISET}}right)) 和 (I{LX_BU}=5A timesleft(frac{20kOmega}{R{ISET}}right))。

元件选择与布局

电容器选择

SYS 和 CAP 引脚的电容器可降低电流峰值并提高效率。建议使用陶瓷电容器，如在 SYS 侧使用 2x47μF 和 2x22μF 陶瓷电容器，在 CAP 侧使用 22μF 陶瓷电容器，并在 SYS 和 PGND 引脚之间放置 1μF 高频滤波电容器。

超级电容器选择

超级电容器的选择需要根据系统的备份时间和负载电流来确定。根据公式 (C{SC}=frac{2 × V{SYS} × I{SYS} × T{BACKUP}}{left[left(V{CAPMAX}-V{CAPMIN}^{2}right) × etaright.}) 可以计算出所需的超级电容器容量。

电感器选择

推荐使用 0.47μH 的电感器，以确保设备的正常运行。

PCB 布局

PCB 布局应尽量减小走线长度，减少寄生电容、电感和电阻以及辐射噪声。保持 SYS、LX、CAP 和 PGND 的主电源路径紧凑和短捷，将 LX 节点的表面积减到最小。同时，反馈电阻分压器之间的走线应尽量短，并与嘈杂的电源路径隔离。

总结与思考

MAX38890 是一款功能强大、性能稳定的可逆降压/升压调节器，适用于多种备份应用场景。在设计过程中，合理选择元件和优化 PCB 布局对于发挥设备的最佳性能至关重要。作为电子工程师，我们需要深入理解设备的特性和参数，根据实际需求进行灵活设计。你在实际应用中是否遇到过类似的电源备份问题？你是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。