深入剖析MAX17290/MAX17292：高性能PWM升压控制器的卓越之选

在电子设计领域，电源管理始终是一个关键环节。今天，我们将深入探讨Maxim Integrated推出的两款高性能升压控制器——MAX17290和MAX17292，它们在宽输入电压范围的升压转换应用中表现出色，为工程师们提供了强大而可靠的解决方案。

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一、产品概述

MAX17290/MAX17292是高效的同步升压DC - DC控制器，输入电压范围为4.5V至36V，具备42V输入瞬态保护功能。在自举模式下，输入工作范围可低至2.5V。这两款器件采用恒定频率、脉冲宽度调制（PWM）、峰值电流模式控制架构，有多种版本可供选择，提供同步输出（SYNCO）、过压保护（OVP）和参考输入（REFIN）等功能，可实现180°异相操作、实时输出电压调整等。它们的工作频率范围不同，且均可通过FSET/SYNC输入与外部主时钟同步。器件采用紧凑的12引脚（3mm x 3mm）TQFN和10引脚µMAX封装，均带有外露焊盘，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C。

二、产品优势与特性

1. 减小解决方案尺寸和成本

• 全陶瓷电容解决方案：允许采用超紧凑的解决方案尺寸，有效节省电路板空间。
• 宽开关频率范围：MAX17290的开关频率为100kHz至1MHz，MAX17292为1MHz至2.5MHz，且支持外部同步，可根据不同应用需求灵活选择。

2. 增加设计灵活性

• 自举模式：允许输入电压低至2.5V，适用于更多低电压应用场景。
• 可调斜率补偿：可根据实际应用调整斜率补偿，优化电路性能。

3. 降低功耗

• 低关机电流：典型值仅为4μA，有效降低系统功耗，延长电池续航时间。

4. 可靠运行

• 输入电压瞬态保护：具备42V输入电压瞬态保护，确保在恶劣环境下稳定运行。
• 内部软件启动：固定9ms的内部软件启动时间，可减少输入浪涌电流，保护电路元件。
• 系统保护功能：PGOOD输出和打嗝模式增强了系统保护，过温关断功能可防止器件过热损坏。
• 降低EMI发射：采用扩频控制，有效降低电磁干扰，提高系统的电磁兼容性。

三、电气特性

1. 电源供应

• SUP工作电源范围：4.5V至36V，满足多种电源输入需求。
• SUP工作电流：MAX17290典型值为0.75 - 1.3mA，MAX17292为1.25 - 2mA。
• SUP关机电流：典型值为4μA，最大值为7μA。

2. 振荡器

• 开关频率：通过外部电阻设置，MAX17290为100kHz至1MHz，MAX17292为1MHz至2.5MHz。
• 扩频因子：B、D和F版本具有扩频功能，扩频因子为开关频率的±6%。

3. 热关断

• 热关断温度：温度上升至165°C时关断，确保器件安全。
• 热关断滞后：10°C，防止温度波动引起频繁关断。

4. 栅极驱动器

• DRV上拉电阻：典型值为3 - 5.5Ω。
• DRV下拉电阻：典型值为1.4 - 2.5Ω。
• DRV输出峰值电流：源电流为0.75A，灌电流为1A。

5. 调节与电流检测

• FB调节电压：REFIN连接不同电压时，FB调节电压在0.495 - 2.02V之间。
• ISNS阈值：典型值为250mV。
• ISNS前沿消隐时间：MAX17290为60ns，MAX17292为40ns。

四、典型应用电路

文档中给出了自举2.2MHz低工作电压应用电路示例，该电路能满足2.5V至40V的电池输入，输出8V/2A的电源。在实际设计中，工程师可根据具体应用需求对电路参数进行调整。

五、应用信息

1. 电感选择

根据公式 (L{MIN}=left(V{IN}^{2} × D × etaright) /left(2 × f{SW} × V{OUT } × I_{OMIN }right)) 计算最小电感值，确保转换器在最小输出电流下保持连续模式运行。同时，应选择低直流电阻且饱和电流大于转换器峰值开关电流限制的电感。

2. 输入和输出电容

输入电容的最小电容值和最大ESR可通过公式 (C{I N}=Delta I{L} × D /left(4 × f{S W} × Delta V{Q}right)) 和 (ESR {MAX }=Delta V{ESR / Delta I{L}}) 计算。输出电容的ESR和电容值可根据公式 (ESR=Delta V{ESR} / I{OUT }) 和 (C{OUT }=left(I{OUT } × D{MAX }right) /left(Delta V{Q} × f{SW}right)) 计算。建议使用低ESR陶瓷电容和高值、低成本铝电容的组合，以降低输出纹波和噪声。

3. 电流检测电阻选择和斜率补偿设置

电流检测电阻 (R{CS}) 应根据公式 (R{CS}=0.2/{ 1.2times[((V {OUT }times I{OUT })/eta )/V{INMIN}+0.5 × I{INMIN}/(f{SW} × L))]}) 计算，初始效率η可取值0.85。斜率补偿可通过公式 (mc=0.5 timesleft(V{OUT }-V{IN }right) / L A / s) 计算所需补偿斜率，并通过选择 (R{SCOMP }) 满足 (R{SCOMP }=left(mc × R{CS}right) /left(50 e-6 × f_{SW}right)) 来调整。

4. MOSFET选择

应选择低阈值、栅源电压（VGS）为5V或更低时指定导通电阻的nMOSFET。关键参数包括总栅极电荷 (Q{g}) 、反向传输电容或电荷 (CRSS) 、导通电阻 (R{DS(ON)}) 、最大漏源电压 (VDS(MAX)) 和最大栅极频率阈值电压 (V_{TH(MAX)}) 。

5. 非同步二极管选择

二极管的平均正向电流额定值应至少为输出电流的两倍，峰值正向电流额定值应高于输出电流加上一半的纹波电流，且二极管的耐压 (VDIODE) 应大于输出电压 (V{OUT }) 。

六、特殊功能与应用

1. 多相操作

通过两个IC可实现两相升压操作，主器件的SYNCO输出驱动从器件的SYNC输入，使其180°异相工作。从器件的FB引脚连接到PVL，由主器件的误差放大器控制两个器件，实现良好的电流共享。

2. 使用REFIN调整输出电压

REFIN引脚可直接调整升压转换器的参考电压，从而改变输出电压。不使用时，应将REFIN连接到PVL。可通过外部数模转换器（DAC）或滤波PWM信号驱动REFIN。

3. 过压保护

“C”和“D”版本的器件具有过压保护输入，当OVP引脚电压超过FB调节电压的110%时，所有开关操作将被禁用。

七、功率耗散

IC的功率耗散主要来自自身电流消耗和驱动外部MOSFET所需的电流，可通过公式 (P{I C}=V{S U P} × I{C C}+left(V{S U P}-5right) timesleft(Q{g} × f{S W}right)) 估算。在最大VSUP时，PIC达到最大值。

八、订购信息

MAX17290和MAX17292有多种型号可供选择，涵盖不同的频率范围、功能（SYNCO、OVP、频谱扩展）、温度范围和引脚封装。工程师可根据具体需求选择合适的型号。

综上所述，MAX17290/MAX17292以其高性能、高可靠性和灵活性，为宽输入电压范围的升压转换应用提供了优秀的解决方案。在实际设计中，工程师需根据具体应用需求，合理选择电路元件和参数，以充分发挥器件的性能优势。大家在使用这两款器件时，是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。