深入解析MAX8967：双2A降压转换器与6路LDO的完美结合

在电子设备的电源管理领域，一款性能卓越、功能丰富的电源管理集成电路（PMIC）往往能起到事半功倍的效果。今天，我们就来深入探讨Maxim Integrated推出的MAX8967，这是一款专为基带和应用处理器设计的FPMIC，集成了双2A降压转换器和6路LDO，为各类电子设备提供了高效、灵活的电源解决方案。

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一、产品概述

MAX8967 是一款功能强大的多输出PMIC，采用紧凑的封装形式。它集成了两个DC - DC降压开关转换器和六个支持远程电容的LDO。两个降压转换器可独立输出高达2A的电流，其中两个LDO可提供高达300mA的负载电流，其余四个则能提供高达150mA的负载电流。此外，降压转换器具备远程感应功能，允许负载远离IC放置，其输入电源范围为2.6V至5.5V，适用范围广泛。

亮点特性

1. 多输出集成：在一个紧凑的封装内实现双2A降压转换器和6路LDO的集成，减少了电路板空间，提高了设计的集成度。
2. 高效节能：降压转换器在轻负载条件下自动切换到跳过模式运行，实现高效节能。在绿色模式下，每个降压转换器的静态电流可降低至5μA（典型值）。
3. 灵活编程：通过I²C接口支持输出电压的动态调整，降压转换器具有两个输出电压寄存器设置和一个斜率设置，还可通过专用的VID引脚在两个编程输出电压之间切换。
4. 低噪声设计：4.4MHz的固定频率PWM操作和180°异相时钟，允许使用小尺寸的外部组件，同时降低了输入电流纹波。

二、降压转换器详细剖析

可编程输出特性

每个降压转换器的输出电压可通过I²C总线进行编程，范围为0.6V至3.3875V，输出电压斜率也可编程，范围为12.5mV/μs至50mV/μs。此外，还可通过VID引脚实现两个输出电压之间的动态切换，这种动态电压缩放功能有助于降低功耗。

工作模式

• 跳过模式/FPWM操作：在正常工作状态下，随着负载电流的增加，降压转换器会自动从跳过模式过渡到固定频率（FPWM）操作。对于需要最低输出纹波的工作模式，可通过设置控制寄存器中的位来启用强制PWM开关行为。
• 绿色模式：在绿色模式下，每个降压转换器的静态电流从16μA（典型值）降低至5μA（典型值），但输出电流限制为5mA，且输出电压调整时的斜率非常缓慢。

远程输出电压传感

每个降压转换器的输出都具备远程输出电压传感功能，可提高输出电压的精度。该功能可适应输出电压高达200mV的校正距离，但需要AV和OUT_之间有1V或更大的压差才能实现最佳性能。此外，该功能可通过寄存器禁用以降低静态电流消耗，在绿色模式下，远程传感功能会自动禁用。

输出电压斜率控制

降压转换器在增加或降低输出电压时具有可调的斜率，标称斜率为12.5mV/μs，还提供25mV/μs和50mV/μs两种额外的斜率设置。在降低输出电压时，通过设置单个寄存器位可实现两种不同的操作模式，以满足不同的应用需求。

三、LDO详细解析

可调节输出与灵活配置

MAX8967提供的六个LDO具有可调输出，输出电压范围为0.8V至3.95V，可通过编程实现50mV的步进调节。每个LDO都有独立的使能和禁用控制，并且具备特殊的绿色模式，可将静态电流降低至1.5μA（典型值），同时支持高达10mA的负载，但负载调节性能会随负载电流的降低而按比例下降。

软启动与动态电压变化

LDO调节器具有可编程的软启动速率，可根据LDO_SS位的状态选择5mV/μs或100mV/μs的斜率。软启动速率不仅影响启动时的输出电压上升速度，还决定了在不禁用的情况下动态切换两个输出电压时的变化速率。此外，LDO的软启动电路支持启动到预偏置输出。

其他关键特性

• Power - OK比较器：每个LDO都包含一个Power - OK（POK）比较器，用于指示输出何时失去调节。POK信号具有25μs的抗噪滤波器，在绿色模式下，POK比较器会被禁用以节省功耗。
• 主动放电：每个线性调节器都有一个主动放电电阻功能，可通过LDO_ADE位启用或禁用。该功能有助于确保所有系统外设的完全和及时断电。
• 可调补偿：六个LDO都具有可调补偿功能，可根据远程电容的电阻和电感调整LDO的补偿，以实现基于远程电容位置的最佳负载瞬态性能。
• 过压钳位：每个LDO都有一个过压钳位功能，可在输出电压高于目标电压时吸收电流，该功能默认启用，但可通过LDO_OVCLMP_EN禁用。

四、数字接口功能

接口类型

MAX8967具备四种数字接口：两个使能引脚（EN）、两个VID引脚（VID）、一个中断引脚IRQB和一个两线I²C接口。

接口作用

• 使能引脚（EN_）：用于快速控制每个降压转换器的开启和关闭，与I²C的降压转换器PWR MD（模式）位协同工作，可控制每个转换器的开启/关闭、正常或绿色模式以及远程传感的启用/禁用。
• VID引脚（VID_）：允许每个降压转换器在两个先前配置的状态之间快速切换，以实现动态电压调整。
• 中断引脚IRQB：是一个低电平有效、开漏输出引脚，用于指示任何一个或多个降压转换器或LDO出现故障。
• I²C接口：用于设置IC的状态，包括降压转换器的输出电压、斜率、工作模式和同步等。I²C接口支持高达400kHz的SCL频率，遵循标准的I²C协议，包括开始、停止、确认等条件。

五、应用与选型建议

应用场景

MAX8967非常适合用于蜂窝手机、智能手机、平板电脑和便携式设备等，为调制解调器、应用处理器核心、内存、系统I/O等提供稳定可靠的电源。

元件的选择

• 电感选择：每个降压转换器建议使用标称电感为1μH、DCR小于50mΩ的电感，以减少I²R损耗。
• 输出电容选择：降压转换器输出建议连接至少22μF的陶瓷电容（X5R额定），部分电容可作为负载旁路放置。每个LDO输出需要一个1μF（X5R额定）的陶瓷电容，该电容可远程放置，并通过I²C命令选择适当的补偿。
• 输入电容选择：由于采用了纹波抵消技术，本地只需应用4.7μF的电容，推荐使用10μF、X5R额定的陶瓷电容。

  PCB布局要点

  PCB布局时，应将IN1、IN2和PGND_引脚的旁路电容放置在离IC最近的位置，以减少噪声影响。PGND_和AGND应在PGND_引脚连接到相应降压转换器的输入电容后再连接。

六、总结

MAX8967以其丰富的功能、高效的性能和灵活的配置，为电子工程师提供了一个优秀的电源管理解决方案。无论是从节能角度考虑的绿色模式设计，还是从电压调节精度角度出发的远程传感和可调斜率功能，都体现了其在电源管理领域的卓越表现。在实际应用中，合理选择外部元件和优化PCB布局，将有助于充分发挥MAX8967的优势，为各类电子设备打造稳定、高效的电源系统。各位工程师在设计过程中，是否遇到过类似电源管理芯片的应用挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验！