探索MAX1947：低输入/输出电压升压DC - DC转换器的卓越之选

在电子设备的电源管理领域，高效、紧凑且功能强大的DC - DC转换器一直是工程师们追求的目标。今天，我们将深入探讨MAX1947这款低输入/输出电压升压DC - DC转换器，看看它究竟有何独特之处。

文件下载：MAX1947.pdf

一、产品概述

MAX1947是一款紧凑、高效的升压DC - DC转换器，专为1节和2节碱性/NiMH/NiCd电池供电系统设计，可将输出电压稳定调节在1.8V至3.3V之间，为µP/DSP内核、内存和I/O轨提供电力。它具有内部800mA开关和同步整流器，效率高达94%，无需外部肖特基二极管，大大简化了电路设计。

二、产品特性亮点

1. 低输入输出电压能力

能够在低至0.7V的输入电压下启动，并提供低至1.8V的输出电压，非常适合电池供电的应用场景。

2. 高效同步整流

内部同步整流器不仅提高了效率，还节省了成本和电路板空间。在转换过程中，p沟道MOSFET在关断期间导通，分流MOSFET体二极管，使转换效率最高可达94%。

3. 固定输出电压选项

提供1.8V、2.5V、3.0V和3.3V的固定输出电压，无需反馈或补偿网络，方便工程师进行设计。

4. 高频开关特性

高达2MHz的开关频率，带来低纹波和小尺寸的外部组件。同时，轻载时的自动脉冲跳过功能可将电源电流降低至仅70µA，延长电池使用寿命。

5. 低功耗模式

Maxim的专有True Shutdown™技术可将电源电流降低至仅2µA，并将输出完全放电至地，有效降低功耗。

6. RESET输出标志

75ms的RESET输出标志可用于上电复位（POR）和欠压检测，为系统提供可靠的复位信号。

三、应用领域广泛

MAX1947的应用范围十分广泛，涵盖了MP3播放器、寻呼机、CD播放器、PDA和组织者、数码相机、无绳电话、无线鼠标/键盘、便携式医疗设备等众多电池供电系统。

四、电气特性分析

1. 启动电压与工作电压

最小启动电压在RLOAD = 1kΩ、TA = +25°C时为0.8V，典型值为0.95V，启动电压温度系数为 - 2.1mV/°C。最大输入工作电压为3.6V，最小输入工作电压为0.7V。

2. 输出电压与负载调节

不同型号的MAX1947在特定负载电流下具有稳定的输出电压，负载调节率在无负载到满载时为1.2%。

3. 开关特性

LX开关的最大导通时间为0.7 - 1.3µs，最小关断时间为0.2 - 0.3µs，最大导通时间与最小关断时间之比根据输出电压有所不同。

4. 电流限制与泄漏电流

NFET电流限制在不同温度范围内有所变化，TA = 0°C至 + 85°C时为600 - 1000mA，TA = - 40°C至 + 85°C时为580 - 1000mA。LX泄漏电流在TA = +25°C、SHDN = GND、VOUT = 0V、VLx = 3.6V时为0.1 - 1µA。

五、典型应用电路与引脚配置

1. 典型应用电路

典型应用电路中，输入电压VIN范围为0.7V至VOUT，通过4.7μH电感和2.2μF电容进行滤波，输出电压VOUT可选择1.8V、2.5V、3.0V或3.3V，输出端需连接10μF电容进行旁路。

2. 引脚配置

MAX1947采用8引脚TDFN封装，各引脚功能明确。例如，RESET为低电平有效推挽复位输出；SHDN为关断输入，连接到BATT或逻辑1进行正常操作，连接到GND或逻辑0进入低静态电流关断模式；OUT为调节器输出，需用10µF陶瓷电容旁路到GND以实现满载能力。

六、工作模式解析

1. 控制方案

MAX1947采用自举设计，启动时，启动振荡器将输出电压提升到足够高，使主DC - DC电路开始运行。当输出电压达到1.62V（典型值）时，主DC - DC电路开启，将输出电压提升到最终调节点。其独特的最小关断时间、电流限制控制方案，结合了脉宽调制（PWM）设备的高输出功率和效率以及传统脉冲跳过控制器的超低静态电流。

2. 跟踪模式

当BATT大于输出电压调节点时，MAX1947进入跟踪模式。在此模式下，同步整流器100%导通，输出电压跟踪电池电压。当输出电压低于输出电压调节点时，退出跟踪模式。

3. 同步整流

内部同步整流器消除了对外部肖特基二极管的需求，降低了成本和电路板空间，显著提高了效率。

4. RESET功能

MAX1947的RESET输出为低电平有效推挽式，用于与微控制器（µC）配合使用。启动时，RESET保持低电平；当达到RESET阈值（输出调节电压的90%）时，75ms（最小）定时器开始计数，定时器到期后，RESET变为高电平。

5. 关断模式

当SHDN引脚被拉低时，MAX1947进入关断模式。在此模式下，同步整流器断开输出与输入的连接，输出通过内部500Ω电阻主动放电至地，静态电流降低至2µA。将SHDN引脚拉高可恢复正常操作，SHDN变高后约650µs输出达到调节状态。

七、元件选择与PCB布局

1. 电感选择

大多数应用中，4.7µH的电感表现良好，也可使用2.2µH至6.8µH范围内的电感。较小的电感值通常具有较小的物理尺寸，但输出电流能力较低；较大的电感值则具有较高的输出电流能力，但尺寸较大。电感的增量饱和电流额定值应大于峰值开关电流限制，一般允许电感饱和20%，但会略微降低效率。

2. 电容选择

MAX1947专为使用小型、廉价、低ESR的陶瓷电容而设计。在宽温度范围内工作时，建议使用X5R和X7R电介质。使用最大负载电流时，输出端需用10µF电容旁路；使用小于最大负载电流能力的一半时，输出电容可减小至4.7µF。输入端需用2.2µF或更大的陶瓷电容旁路。

3. PCB布局和接地

精心的PCB布局对于最小化接地反弹和噪声至关重要。应将IC的GND引脚和输入输出滤波电容的接地引脚紧密连接在一起，将GND和PGND直接连接到暴露的焊盘。此外，应尽量缩短所有连接到OUT和LX引脚的线路长度。为了最大化输出功率和效率并最小化输出纹波电压，应使用短而宽的输入输出走线。

八、总结

MAX1947以其高效、紧凑、低功耗等特性，成为电池供电系统中电源管理的理想选择。无论是在小型消费电子设备还是便携式医疗设备中，它都能为系统提供稳定可靠的电源。作为电子工程师，在设计电源电路时，不妨考虑MAX1947，它或许能为你的项目带来意想不到的效果。你在使用DC - DC转换器时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。