MAX8667/MAX8668：1.5MHz双降压DC - DC转换器的设计秘籍

在电子设备小型化、低功耗化的今天，电源管理芯片的性能直接影响着产品的整体表现。MAX8667/MAX8668作为一款具备双降压DC - DC转换器和双LDO线性稳压器的芯片，在便携式设备中有着广泛的应用前景。下面，我们就来深入了解一下这款芯片的特点、工作原理以及设计要点。

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芯片概述

MAX8667/MAX8668专为便携式设备中的低压微处理器或DSP供电而设计，具有高效率和小尺寸外部组件的特点。降压转换器的输出电压在MAX8668中可在0.6V至3.3V之间调节，而MAX8667则为工厂预设。OUT1保证输出电流为600mA，OUT2为1200mA。1.5MHz的滞回PWM控制方案允许使用微小的外部组件，并在所有输出启用时将空载工作电流降至100µA。双LDO线性稳压器具有低静态电流和低噪声的特点，工作电源电压低至1.7V。而且，每个输出都有独立的使能引脚，极大地提高了设计的灵活性。

关键特性剖析

降压转换器

• 高效架构：采用优化的内部MOSFET开关和同步整流器，在宽负载范围内实现高效电压转换，同时保持出色的瞬态响应和最小的输出电压纹波。
• 滞回PWM控制：以高达1.5MHz的近乎固定频率开关，允许使用超小的外部组件。
• 电流限制：通过限制p沟道MOSFET的峰值电感电流和谷值电流，保护降压调节器在严重过载和输出短路条件下的安全。
• 电压定位：通过连接到FB_的电阻网络设置输出电压和电压定位，减少负载瞬变期间的输出电压偏差，降低输出电容要求。

LDO线性稳压器

• 低输入电压：输入电压范围为1.7V至5.5V，适用于多种电源场景。
• 软启动：上电或使能时，通过逐渐提升输出电压来减少启动时的浪涌电流。
• 电流限制：输出电流限制在375mA（最小值），确保稳定供电。
• 低dropout电压：在300mA负载下，最大dropout电压为250mV。

热过载保护

当芯片温度超过+160°C时，热保护电路会关闭芯片，待温度下降15°C后再次启用，避免芯片因过热损坏。

设计要点

输出电压设置

• MAX8667：LDO输出电压和降压输出为工厂预设，可通过选择器指南查找对应输出电压的型号。
• MAX8668：通过连接到FB_的电阻网络设置OUT1和OUT2的输出电压。可根据需要选择不同的设置方法，以实现不同程度的电压定位。

电源排序

MAX8667/MAX8668的每个调节器都有独立的使能输入，可实现完全的电源排序控制。当所有EN_输入为低电平时，芯片进入低功耗关机模式，电源电流降至小于1µA。

电感选择

• 降压转换器可使用2.2µH至4.7µH的电感。低电感值物理尺寸小，但需要更快的开关速度，会导致一定的效率损失。
• 电感的直流电流额定值应足够高，以应对峰值纹波电流和负载瞬变。一般来说，能够承受1.3倍最大负载电流的电感是合适的。

电容选择

• 输入电容：降压转换器的输入电容（C2）应选择低ESR的陶瓷电容，推荐使用10µF。LDO输入电容（C3）推荐使用4.7µF的陶瓷电容。
• 降压输出电容：降压输出电容（C6和C7）应选择低阻抗的陶瓷电容，以保持输出电压纹波小并确保调节环路稳定。对于大多数应用，2.2µF的陶瓷电容就足够了。
• 前馈电容：MAX8668上的前馈电容（C4和C5）对于设置反馈环路响应、控制开关频率和提高效率至关重要。推荐使用小的X7R和C0G陶瓷电容。
• LDO输出电容：在OUT3和OUT4与GND之间连接4.7µF的陶瓷电容。对于恒定负载大于10mA的情况，输出电容可减小至2.2µF。

热考虑

芯片的最大封装功耗为1667mW，设计时需确保芯片的总功耗不超过此额定值。可通过计算各调节器的功耗来估算总功耗，并根据环境温度和热阻计算芯片的结温，确保不超过+150°C的最大结温。

PCB布局

由于芯片的开关频率高和峰值电流大，PCB布局非常重要。应将输入电容尽可能靠近IN_和PGND_引脚，电感和输出电容尽可能靠近芯片，并保持走线短、直、宽。反馈网络走线应远离电感和嘈杂的走线，如LX。同时，将GND和PGND_连接到接地平面，并通过一个或多个过孔将暴露的焊盘连接到接地平面，以帮助散热。

总结

MAX8667/MAX8668是一款性能出色的电源管理芯片，适用于多种便携式设备。在设计过程中，合理选择外部组件、优化电源排序和PCB布局，能够充分发挥芯片的性能优势，为产品提供稳定、高效的电源解决方案。你在使用这款芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。