小身材大能量：探索 MAX1678 升压 DC - DC 转换器

作为电子工程师，在设计电池供电设备时，选择合适的升压 DC - DC 转换器是至关重要的环节。今天就来深入探讨一款高效、低噪声的升压芯片——MAX1678。

文件下载：MAX1678.pdf

产品概况：低电压的高效解决方案

MAX1678 专为由 1 至 3 节碱性、镍氢、镍镉电池或 1 节锂电池供电的设备而设计。它具有 0.87V 的低启动电压，这意味着即使电池电量较低，也能顺利启动设备。其静态电源电流仅 37µA，能有效降低功耗，延长电池续航时间。该芯片采用超小型、高度仅 1.1mm 的 µMAX 封装，在节省电路板空间方面表现出色。

特性亮点：高效与多功能并存

高效转换

MAX1678 最高效率可达 90%，对于负载电流高达 50mA 的应用来说，能显著减少能量损耗。例如在一些低功耗的传感器设备中，高效的转换效率可以让电池的使用时间大幅延长。

内置同步整流器

芯片内置同步整流器，无需外部二极管，简化了电路设计，同时也提高了转换效率。

双模式输出

它支持固定 3.3V 输出和 2V 至 5.5V 可调输出两种模式，能满足不同应用场景的需求。比如在一些对电压精度要求较高的设备中，可以通过调节输出电压来实现精准供电。

其他特性

还具备独立的欠压比较器（PFI/PFO）和逻辑控制的 2µA 关断模式，能在不同工作状态下灵活控制功耗。

应用领域：广泛覆盖多种设备

MAX1678 的应用范围十分广泛，包括寻呼机、遥控器、指点设备、个人医疗监测器以及单节电池供电的设备等。在这些设备中，它的低噪声和高转换效率能为设备的稳定运行提供有力保障。

电气特性：性能参数解析

电压参数

最小工作输入电压典型值为 0.7V，最大工作输入电压为 5.5V。启动电压在特定条件下为 0.87V，且启动电压的温度系数为 -2mV/°C。输出电压在固定模式下为 3.16 - 3.44V（典型值 3.3V），可调模式下范围为 2.0 - 5.5V。

电阻与电流参数

N 通道导通电阻在输出电压为 3.3V 时典型值为 1Ω，P 通道导通电阻为 1.5 - 2.2Ω。最大峰值 LX 电流为 550mA，静态电流和关断电流都非常小，能有效降低功耗。

工作原理：独特控制方案实现高效转换

MAX1678 采用专有的恒定峰值电流控制方案，将传统脉冲跳跃 PFM 转换器的超低静态电流与高负载效率相结合。当误差比较器检测到输出电压过低时，会开启内部 N 通道 MOSFET 开关，电流在电感中上升，存储能量。MOSFET 关断时，电感磁场坍塌，电流通过同步整流器流向输出滤波电容和负载。其理想导通时间与输入电压成反比：(t{ON}=frac{K}{V{B A T}}) ，其中 K 典型值为 8V - µs。

设计要点：元件选择与布局考量

输出电压选择

可通过连接 FB 引脚来选择固定 3.3V 输出或 2V 至 5.5V 的可调输出。连接 FB 到地为固定输出，连接到电阻分压器则为可调输出。

电感选择

在大多数低功率应用中，47µH 的电感能让 MAX1678 表现出色。电感值与输出电流和纹波密切相关，低电感值可提供更高输出电流，但会增加纹波和降低效率；高电感值则相反。电感的饱和电流额定值必须超过 MAX1678 定时算法设定的最坏情况峰值电流限制，同时为了获得最佳效率，电感的串联电阻应小于 150mV/IPEAK。

电容选择

输入和输出电容的选择要能满足输入和输出峰值电流，并将电压纹波控制在可接受范围内。电容的 ESR 是输出纹波的主要贡献因素，建议使用低 ESR 的电容，如陶瓷电容、低 ESR 钽电容等。

噪声与纹波抑制

为了最小化 EMI 和输出电压纹波，需要将 DC - DC 转换器和数字电路与敏感的 RF 和模拟输入级放置在 PCB 的对角位置；使用闭芯电感；选择满足负载要求的最大电感值；使用低 ESR 输入和输出滤波电容，并遵循合理的电路板布局和接地规则。

总结

MAX1678 以其高效、低噪声、小封装等特点，为电池供电设备的设计提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，只要我们根据具体需求合理选择元件，并注意电路板布局和接地，就能充分发挥其性能优势，设计出稳定、高效的电源电路。你在使用类似升压芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。