深入解析MAX1672：高效的升降压DC - DC转换器

在电子设计领域，电源管理是一个至关重要的环节。今天，我们将深入探讨一款优秀的升降压DC - DC转换器——MAX1672。

文件下载：MAX1672.pdf

一、产品概述

MAX1672将升压DC - DC转换器与线性稳压器集成在一起，能够实现升降压电压转换。它适用于输入电压在输出电压上下波动的情况，可提供稳定的输出电压。其输入范围为1.8V至11V，输出电压可以预设为3.3V或5V，也能通过两个电阻将输出电压设置在1.25V至5.5V之间，典型效率可达85%。

二、产品特性

（一）电压转换优势

1. 宽输入范围：1.8V至11V的输入范围，能适应多种电源环境，为不同的应用场景提供了灵活性。
2. 灵活的输出电压：既可以选择预设的3.3V或5V输出，也能根据需求进行调节，满足多样化的设计需求。
3. 较小的电感需求：与SEPIC和反激式配置相比，MAX1672的升压/线性稳压器配置允许使用单个更小的电感。同时，开关电流可选，在低电流应用中可使用更小的电感，进一步减小了设备体积。
4. 低静态电流：静态供电电流低至85µA，在逻辑控制关机模式下可进一步降低至0.1µA，且关机时输出电压与输入断开，有效节省了能源。
5. 低电池检测功能：具备PGI/PGO低电池检测器，能及时检测电池电量，为设备提供保护。

（二）电气特性

1. 输出电流：在不同输入电压下，能提供一定的输出电流。例如，在 (V{IN} ≥2.5V) 时，5V输出可提供300mA电流；在 (V{IN} ≥1.8V) 时，5V输出可提供150mA电流。
2. 多种参数指标：包括输出电压调整范围、输出负载调节、输出线调节、参考电压等，都有明确的参数范围，为设计提供了准确的参考。

三、应用场景

MAX1672适用于多种场景，如单节锂电池供电设备、2 - 4节AA碱性电池供电的便携式设备、3.3V及其他低压系统、数码相机、手持设备以及带有交流输入适配器的电池供电设备等。

四、设计要点

（一）输出电压选择

1. 固定输出：若需要3.3V或5V的固定输出电压，可将 (3/5) 引脚连接到PS或GND，并将FB引脚连接到GND。
2. 可调输出：若要调整输出电压在1.25V至5.5V之间，可通过连接两个电阻R1和R2形成电压分压器。计算公式为 (R1 = R2[(V{OUT} / V{REF}) - 1])，其中 (V_{REF} = 1.25V)。为保证精度，R2可选择在100kΩ至270kΩ范围内。

（二）低电池检测

MAX1672内置低电池检测比较器。当PGI引脚电压低于参考电压（典型值1.25V）时，开漏比较器输出（PGO）变高，滞回电压典型值为30mV。可通过电阻R3和R4设置低电池检测器的阈值，公式为 (R3 = R4[(V{PGT} / V{REF}) - 1])。

（三）电感选择

大多数MAX1672应用中，10µH的电感表现良好。电感选择需考虑峰值开关电流限制，计算公式为 (frac{(V{OUT} + V{DIODE})}{I{LIM}} t{OFF} < L < frac{(V{IN(min)} + V{SWITCH})}{I{LIM}} 2 t{ON(max)})。同时，电感的增量饱和电流额定值应大于峰值开关电流限制。

（四）电容选择

1. 输入旁路电容：使用100µF、16V、低ESR的输入旁路电容（C1）可降低峰值电池电流和反射噪声。
2. PS滤波电容：100µF、16V、表面贴装（SMT）钽电容（C2），ESR为0.1Ω，在特定条件下可实现较低的输出纹波。
3. 输出电容：OUT引脚只需4.7µF电容（C4）即可维持线性稳压器的稳定性，增加C4可进一步降低输出纹波。

（五）二极管选择

由于MAX1672的高开关频率，建议使用肖特基二极管，如1N5817或MBRS130T3，且二极管的电流额定值应超过最大负载电流。

五、应用信息

（一）单按钮开关控制

可使用单个按钮开关控制MAX1672的开关。按下按钮时，ONB引脚拉低，稳压器开启；再次按下按钮，控制器拉低ONA引脚，释放按钮后ONB引脚变高，稳压器关闭。

（二）热过载保护

当结温超过 (T_{J}= +150^{circ}C) 时，功率晶体管关闭，待温度下降20°C后重新开启，避免设备因过热损坏。但长时间处于热关断模式可能会降低IC的可靠性，因此在连续运行时，不要超过绝对最大结温额定值。

（三）功率耗散和工作区域

MAX1672在降压模式下的最大功率耗散取决于外壳和电路板的热阻、芯片结与环境空气的温差以及空气流速。计算公式为 (P{MAX} = (T{J} - T{A}) / (theta{JB} + theta{BA}))，其中 (theta{JB}) 为封装热阻，(theta_{BA}) 为电路板等材料到周围空气的热阻。

（四）布局考虑

合理的PCB布局对于降低噪声至关重要。应使用接地平面，保持IC的GND引脚与C1和C2的接地引脚距离小于0.2英寸（5mm），尽量缩短FB和LX引脚的连接长度，并将IC的GND引脚直接焊接到接地平面。

六、总结

MAX1672以其高效的升降压转换能力、丰富的特性和广泛的应用场景，成为电子工程师在电源管理设计中的优秀选择。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择输出电压、电感、电容和二极管等元件，并注意布局和热管理等方面的问题，以确保设备的性能和稳定性。你在使用MAX1672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想法。