基于MAX1524的DC-DC转换器的工作原理和应用详细分析

1　引言

MAX1524是美国MAXIM公司生产的一种小型、升压型DC-DC转换器，可应用于升压型、SEPIC 、反激型等多种拓扑结构。具有固定的导通时间和最小的关断时间，可以在较宽的输入/输出电压组合和负载电流下提供高效率。固定的导通时间是可以选择的，分别是最大占空比为50％的0.5μs和85％的3μs，使其在较宽的输出范围内，对外接元件的尺寸和成本的优化更为方便。 MAX1524采用自举工作方式，允许在较低的输入电压下启动，器件具有内部软启动和短路保护功能，并且具有故障锁定功能，当发生短路时自动关断控制器。该器件采用6引脚的SOT23封装，具有低静态电流（25μs），不需电流检测电阻。广泛地应用于数字相机、液晶显示器和其它低功耗的电子产品中。

2　工作原理

2.1　封装形式

MAX1524的封装形式如图1所示。

 

 

2.2引脚功能

——脚1GND，接地端；

——脚2FB，反馈输入，连接一个外部电阻分压器，FB的反馈值为1.25V;

——脚3SET，导通时间控制，当连接到VCC时，为3μs，占空比为85％；当连接到GND时，为0.5μs，占空比为50％；

——脚4SHDN，关断控制输入，高电平为正常工作，低电平为关断状态；

——脚5EXT，外部MOSFET驱动端；

——脚6VCC，电源输入端，用0.1μF的电容器旁路，输入范围为2.5V～5.5V，采用自举工作方式，通过一个10Ω的电阻器串联在输出端。

2.3　工作原理

MAX1524一般采用自举工作方式，其低压启动振荡器保证输入电压在低于1.5V时启动器件。启动振荡器用一个25％的占空比信号触发MOSFET，使输出电压升高，当输出电压超过欠压封锁阈值时，使正常的控制电路开始工作，而启动振荡器停止工作。

对于不同的输出电压/输入电压组合，MAX1524具有可选的固定导通时间，从而实现高效工作。高升压比时推荐使用3μs的导通时间，这样允许占空比超过80％，可以改善工作效率。在低升压比和高频工作时，使用0.5μs的导通时间比较好，这样可以减少外接电感器和电容器的尺寸。

MAX1524的软启动功能可以减小启动时的电感电流、输入电容和电感应力。软启动时间为3.2ms，不需外部元件。当软启动结束，若输出电压降到正常稳压值的一半以下时，器件工作在故障锁定状态，使SHDN处于低电平，器件处于关断状态，内部控制电路关闭，EXT输出低电平，电流降到1μA，输出电压比输入电压低一个二极管正向导通压降。当VCC降到2.37V以下时，器件被欠压锁定。

3　典型应用

MAX1524可以在连续或非连续模式下工作。当电感电流不允许衰减到零值时，器件在连续模式下工作，这需要选用大电感，使电感纹波电流低于输入电流的一半。该模式的优点是峰值电流较小，电阻损耗小和输出纹波低。当电感足够大，使最大负载下的纹波电流为输入电流的30％时，可以使暂态工作特性最好、效率最高。但是在轻载下，例如负载小于最大负载的1/6时，会转变到非连续工作状态。

在非连续模式下工作有两种情况：（1）高输出电压，即输出电压/输入电压超过了MAX1524最大占空比时可以得到的数值。当外加占空比超过最大占空比的80％时，需采用非连续工作模式。（2）小输出电流，当最大输出电流非常小时，若使用大电感，在体积和费用上均不划算，此时可以使用小电感使其在非连续模式下工作。当负载电流与输出电压/输入电压比值的乘积低于几百毫安时，需采用非连续模式工作。

1）输出电压的设置：在输出和地之间通过电阻分压器连接到FB端，R2在30kΩ～100kΩ之间选择，R1由式（1）计算后选择。

 

 

3.1连续模式下的设计

1）导通时间的选择

对于连续工作状态，MAX1524的占空比必须高于外加最大占空比。当外加占空比高于45％时，连接SET与GND，0.5μs的导通时间使开、关的速度非常快；当应用80％的占空比时，应连接SET与VCC，得到3μs的导通时间，此时必须采用非连续工作模式。

2）开关频率的确定

在连续模式中，对于重载或中载，开关频率与负载IL无关，与VIN有关。