MAX8667/MAX8668：1.5MHz雙降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)秘籍

在電子設(shè)備小型化、低功耗化的今天，電源管理芯片的性能直接影響著產(chǎn)品的整體表現(xiàn)。MAX8667/MAX8668作為一款具備雙降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器和雙LDO線性穩(wěn)壓器的芯片，在便攜式設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用前景。下面，我們就來深入了解一下這款芯片的特點(diǎn)、工作原理以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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芯片概述

MAX8667/MAX8668專為便攜式設(shè)備中的低壓微處理器或DSP供電而設(shè)計(jì)，具有高效率和小尺寸外部組件的特點(diǎn)。降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓在MAX8668中可在0.6V至3.3V之間調(diào)節(jié)，而MAX8667則為工廠預(yù)設(shè)。OUT1保證輸出電流為600mA，OUT2為1200mA。1.5MHz的滯回PWM控制方案允許使用微小的外部組件，并在所有輸出啟用時(shí)將空載工作電流降至100μA。雙LDO線性穩(wěn)壓器具有低靜態(tài)電流和低噪聲的特點(diǎn)，工作電源電壓低至1.7V。而且，每個(gè)輸出都有獨(dú)立的使能引腳，極大地提高了設(shè)計(jì)的靈活性。

關(guān)鍵特性剖析

降壓轉(zhuǎn)換器

• 高效架構(gòu)：采用優(yōu)化的內(nèi)部MOSFET開關(guān)和同步整流器，在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效電壓轉(zhuǎn)換，同時(shí)保持出色的瞬態(tài)響應(yīng)和最小的輸出電壓紋波。
• 滯回PWM控制：以高達(dá)1.5MHz的近乎固定頻率開關(guān)，允許使用超小的外部組件。
• 電流限制：通過限制p溝道MOSFET的峰值電感電流和谷值電流，保護(hù)降壓調(diào)節(jié)器在嚴(yán)重過載和輸出短路條件下的安全。
• 電壓定位：通過連接到FB_的電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)置輸出電壓和電壓定位，減少負(fù)載瞬變期間的輸出電壓偏差，降低輸出電容要求。

LDO線性穩(wěn)壓器

• 低輸入電壓：輸入電壓范圍為1.7V至5.5V，適用于多種電源場景。
• 軟啟動(dòng)：上電或使能時(shí)，通過逐漸提升輸出電壓來減少啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。
• 電流限制：輸出電流限制在375mA（最小值），確保穩(wěn)定供電。
• 低dropout電壓：在300mA負(fù)載下，最大dropout電壓為250mV。

熱過載保護(hù)

當(dāng)芯片溫度超過+160°C時(shí)，熱保護(hù)電路會(huì)關(guān)閉芯片，待溫度下降15°C后再次啟用，避免芯片因過熱損壞。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

輸出電壓設(shè)置

• MAX8667：LDO輸出電壓和降壓輸出為工廠預(yù)設(shè)，可通過選擇器指南查找對應(yīng)輸出電壓的型號(hào)。
• MAX8668：通過連接到FB_的電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)置OUT1和OUT2的輸出電壓?？筛鶕?jù)需要選擇不同的設(shè)置方法，以實(shí)現(xiàn)不同程度的電壓定位。

電源排序

MAX8667/MAX8668的每個(gè)調(diào)節(jié)器都有獨(dú)立的使能輸入，可實(shí)現(xiàn)完全的電源排序控制。當(dāng)所有EN_輸入為低電平時(shí)，芯片進(jìn)入低功耗關(guān)機(jī)模式，電源電流降至小于1μA。

電感選擇

• 降壓轉(zhuǎn)換器可使用2.2μH至4.7μH的電感。低電感值物理尺寸小，但需要更快的開關(guān)速度，會(huì)導(dǎo)致一定的效率損失。
• 電感的直流電流額定值應(yīng)足夠高，以應(yīng)對峰值紋波電流和負(fù)載瞬變。一般來說，能夠承受1.3倍最大負(fù)載電流的電感是合適的。

電容選擇

• 輸入電容：降壓轉(zhuǎn)換器的輸入電容（C2）應(yīng)選擇低ESR的陶瓷電容，推薦使用10μF。LDO輸入電容（C3）推薦使用4.7μF的陶瓷電容。
• 降壓輸出電容：降壓輸出電容（C6和C7）應(yīng)選擇低阻抗的陶瓷電容，以保持輸出電壓紋波小并確保調(diào)節(jié)環(huán)路穩(wěn)定。對于大多數(shù)應(yīng)用，2.2μF的陶瓷電容就足夠了。
• 前饋電容：MAX8668上的前饋電容（C4和C5）對于設(shè)置反饋環(huán)路響應(yīng)、控制開關(guān)頻率和提高效率至關(guān)重要。推薦使用小的X7R和C0G陶瓷電容。
• LDO輸出電容：在OUT3和OUT4與GND之間連接4.7μF的陶瓷電容。對于恒定負(fù)載大于10mA的情況，輸出電容可減小至2.2μF。

熱考慮

芯片的最大封裝功耗為1667mW，設(shè)計(jì)時(shí)需確保芯片的總功耗不超過此額定值?？赏ㄟ^計(jì)算各調(diào)節(jié)器的功耗來估算總功耗，并根據(jù)環(huán)境溫度和熱阻計(jì)算芯片的結(jié)溫，確保不超過+150°C的最大結(jié)溫。

PCB布局

由于芯片的開關(guān)頻率高和峰值電流大，PCB布局非常重要。應(yīng)將輸入電容盡可能靠近IN_和PGND_引腳，電感和輸出電容盡可能靠近芯片，并保持走線短、直、寬。反饋網(wǎng)絡(luò)走線應(yīng)遠(yuǎn)離電感和嘈雜的走線，如LX。同時(shí)，將GND和PGND_連接到接地平面，并通過一個(gè)或多個(gè)過孔將暴露的焊盤連接到接地平面，以幫助散熱。

總結(jié)

MAX8667/MAX8668是一款性能出色的電源管理芯片，適用于多種便攜式設(shè)備。在設(shè)計(jì)過程中，合理選擇外部組件、優(yōu)化電源排序和PCB布局，能夠充分發(fā)揮芯片的性能優(yōu)勢，為產(chǎn)品提供穩(wěn)定、高效的電源解決方案。你在使用這款芯片的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。