MAX1722/MAX1723/MAX1724：高效升压DC - DC转换器的卓越之选

在电子设备的电源管理领域，高效、紧凑的升压DC - DC转换器一直是工程师们追求的目标。今天我们要探讨的主角——MAX1722/MAX1723/MAX1724系列，就是这样一款能满足多种应用需求的优秀产品。

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一、产品概述

MAX1722/MAX1723/MAX1724是一系列紧凑、高效的升压DC - DC转换器，采用微小的5引脚TSOT封装，也有µDFN封装可供选择。其显著特点是极低的1.5μA静态电源电流，这一特性确保了在轻负载情况下能实现尽可能高的效率。该系列产品针对1 - 2节碱性或镍氢（NiMH）电池，或单节Li +电池供电的应用进行了优化，非常适合对静态电流要求极低且对尺寸有严格限制的场景。

1. 应用领域广泛

这些芯片在众多领域都有出色的表现，如寻呼机、遥控器、远程无线发射器、个人医疗设备、单电池供电设备、低功耗手持仪器、MP3播放器、个人数字助理（PDA）以及数码相机等。

2. 突出优势尽显

• 高效率：最高可达90%的转换效率，能有效减少能量损耗。
• 元件需求少：无需外部二极管或场效应管，简化了电路设计，降低了成本和电路板空间。
• 低静态电流：仅1.5μA的静态电源电流，有助于延长电池续航时间。
• 精准控制：输出电压精度高达±1%，确保了稳定的输出。
• 多输出类型：MAX1724提供固定输出电压选项，而MAX1722/MAX1723则支持可调输出电压，满足不同应用的需求。
• 大输出电流：最高可达150mA的输出电流，能为负载提供足够的功率。
• 宽输入范围：输入电压范围为0.8V至5.5V，可适应多种电池类型。
• 低启动电压：MAX1722/MAX1724保证在0.91V的电压下能够启动。
• 低噪声设计：MAX1722/MAX1724内置EMI抑制电路，可有效降低电磁干扰。
• 小巧封装：提供TSOT（典型高度0.9mm）和µDFN（2mm x 2mm x 0.75mm）两种封装形式，满足不同的空间要求。

二、电气特性

1. 绝对最大额定值

芯片各引脚的电压和电流都有严格的限制，例如OUT、SHDN、BATT、LX到GND的电压范围为 - 0.3V至 + 6V，OUT、LX电流最大为1A等。同时，对工作温度、结温、存储温度以及焊接温度也有规定，使用时必须严格遵守这些参数，否则可能会对器件造成永久性损坏。

2. 电气参数表

文件中详细列出了在不同条件下的各项电气参数，如最小输入电压、工作输入电压、最小启动输入电压、输出电压、反馈电压、开关导通电阻、开关电流限制等。这些参数对于工程师进行电路设计和性能评估非常重要，大家在实际应用中可以根据具体需求参考相应的数据。比如说，在设计时需要根据负载的要求来选择合适的输出电压类型和范围，同时要考虑输入电压的变化对芯片性能的影响。

三、典型工作特性

1. 效率与负载电流关系

通过图表可以清晰地看到，在不同的输入电压和输出电压条件下，效率随负载电流的变化情况。一般来说，在一定的负载范围内，效率会随着负载电流的增加而提高，但达到一定值后可能会有所下降。这就需要我们在设计电路时，根据实际的负载需求来选择合适的工作点，以实现最佳的效率。

2. 最大输出电流与输入电压关系

从图表中可以分析出，输入电压的变化会对最大输出电流产生影响。在实际应用中，如果需要较大的输出电流，就需要保证足够的输入电压。

3. 启动电压与负载电流、温度关系

启动电压会受到负载电流和温度的影响。在低温环境下，启动电压可能会升高，因此在设计时要充分考虑这些因素，确保芯片在各种条件下都能正常启动。

四、内部电路设计

1. PFM控制方案

采用强制不连续、电流限制的脉冲频率调制（PFM）控制方案，这是该系列芯片的关键特性之一。这种方案无需振荡器，通过0.5A的N通道电流限制或5μs的开关最大导通时间来限制电感电流。只有当电感电流降为零后，下一个周期才会开始，从而实现了超低静态电流和宽输出电流范围内的高效率。大家可以思考一下，这种控制方案在不同负载情况下是如何实现高效工作的呢？

2. 同步整流

内部同步整流器的设计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。在电感放电时，P通道MOSFET导通，分流MOSFET体二极管，显著降低了整流电压降，提高了效率，同时无需额外的外部元件。

3. 低压启动电路

芯片包含低压启动电路，可控制DC - DC操作，直到输出电压超过1.5V（典型值）。MAX1722/MAX1724的启动电路由BATT引脚供电，能保证在低至0.91V的输入电压下启动；而MAX1723的启动电路通过OUT引脚供电，在单电池应用中，需要在P通道同步整流器上并联一个肖特基二极管，以实现低至1.2V的启动电压。当输入电压大于1.8V时，则无需外部肖特基二极管。

4. 关机功能（MAX1723/MAX1724）

当SHDN引脚被拉低时，MAX1723/MAX1724进入关机状态。在关机期间，P通道MOSFET的体二极管允许电流从电池流向输出，VOUT降至约VIN - 0.6V，LX保持高阻抗。关机引脚的电压最高可拉至6V，与BATT或OUT的电压无关。在正常工作时，将SHDN连接到输入即可。

5. 阻尼开关（MAX1722/MAX1724）

MAX1722/MAX1724内置阻尼开关，可最小化LX处的振铃并降低EMI。当电感能量不足以向输出提供电流时，LX处的电容和电感会形成谐振电路，导致振铃。阻尼开关提供了一条快速耗散能量的路径，抑制了LX处的振铃，虽然不会降低输出纹波，但能在对效率影响最小的情况下降低EMI。

五、设计要点

1. 输出电压设置（MAX1722/MAX1723）

对于MAX1722/MAX1723，可以使用外部电阻R1和R2将输出电压从2V调整到5.5V。由于FB引脚的泄漏电流最大为20nA，建议选择100kΩ至1MΩ范围内的反馈电阻R1，然后根据公式 (R 2=R 1left(frac{V{OUT }}{V{FB}}-1right)) 计算R2的值，其中 (V_{F B}=1.235 V)。

2. 电感选择

电感的选择需要考虑多个因素，如输入电压、输出电压、最大导通时间和电流限制等。一般来说，电感值应满足 (L{BATT } t{ON(MAX) }}{I_{LIM }}) ，同时要根据具体应用来确定合适的电感值，以确保芯片的正常工作。

3. 电容选择

输入和输出电容的选择要能够为输入和输出峰值电流提供支持，并将电压纹波控制在可接受的范围内。输入滤波电容（ (C_{IN}) ）可减少从电池汲取的峰值电流，提高效率，建议选择低等效串联电阻（ESR）的电容，如陶瓷电容、钽电容或聚合物电容。输出电压纹波由电容存储电荷的变化和电容ESR上的电压降两部分组成，在设计时要综合考虑这些因素。对于宽工作温度范围的应用，还需要考虑电容的电容值和ESR随温度的变化。

4. PCB布局考虑

精心的PCB布局对于最小化接地反弹和噪声至关重要。要使用接地平面，使IC的GND引脚与输入和输出电容的接地引脚之间的距离小于0.2英寸（5mm），同时尽量缩短所有与FB（仅MAX1722/MAX1723）和LX的连接。

总之，MAX1722/MAX1723/MAX1724系列升压DC - DC转换器以其高效、紧凑、低功耗等优点，为电子工程师在电源管理设计中提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和条件，合理选择芯片型号，并按照设计要点进行电路设计和PCB布局，以充分发挥其性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎一起交流探讨。