MAX17220 - MAX17225：納米功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源管理一直是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。尤其是對于那些對功耗敏感、需要長電池續(xù)航的應(yīng)用場景，一款高效、低功耗的升壓轉(zhuǎn)換器顯得尤為關(guān)鍵。今天，我們就來深入了解一下 Analog Devices 推出的 MAX17220 - MAX17225 系列納米功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX17220 - MAX17225 是一系列超低靜態(tài)電流的升壓（升壓）DC - DC 轉(zhuǎn)換器，具有 225mA/0.5A/1A 峰值電感電流限制和 True Shutdown? 功能。True Shutdown 能夠?qū)⑤敵雠c輸入斷開，確保無正向或反向電流，有效節(jié)省電池電量。該系列轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可通過單個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 1% 電阻進(jìn)行選擇，為設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性。

二、產(chǎn)品特性與優(yōu)勢

1. 超低靜態(tài)電流

該系列轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流極低，進(jìn)入 OUT 的靜態(tài)電源電流僅為 300nA，關(guān)機(jī)電流更是低至 0.5nA，這對于需要長時(shí)間待機(jī)的電池供電設(shè)備來說，無疑是延長電池壽命的關(guān)鍵因素。

2. 高效轉(zhuǎn)換

具備高達(dá) 95% 的峰值效率，能夠在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持高效的能量轉(zhuǎn)換，減少能量損耗，提高電源利用率。

3. 寬輸入輸出范圍

輸入電壓范圍為 400mV 至 5.5V，輸出電壓范圍為 1.8V 至 5V，且輸出電壓以 100mV 為步長可調(diào)，可滿足不同應(yīng)用場景的需求。

4. 多種電流限制選項(xiàng)

提供 225mA、500mA 和 1A 三種峰值電感電流限制，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的型號，靈活選擇電感。

5. 瞬態(tài)保護(hù)功能

MAX17220/MAX17222/MAX17224 版本具有啟動(dòng)后使能瞬態(tài)保護(hù)（ETP）功能，可確保在輸入電壓低至 400mV 時(shí)，輸出仍能保持穩(wěn)定，這在一些電壓波動(dòng)較大的應(yīng)用中尤為重要。

6. 小巧封裝

提供 2mm x 2mm 的 6 引腳 μDFN 和 0.88mm x 1.4mm 的 6 凸點(diǎn) WLP 兩種封裝形式，滿足不同的空間需求，適合小型化設(shè)備的設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 可穿戴設(shè)備

如光學(xué)心率監(jiān)測（OHRM）LED 驅(qū)動(dòng)器、可穿戴醫(yī)療設(shè)備等，這些設(shè)備通常對功耗和尺寸有嚴(yán)格要求，MAX17220 - MAX17225 的低功耗和小巧封裝正好滿足了這些需求。

2. 物聯(lián)網(wǎng)傳感器

對于那些需要長時(shí)間運(yùn)行且功耗極低的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，該系列轉(zhuǎn)換器能夠提供穩(wěn)定的電源，確保傳感器的正常工作。

3. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）備份

在超級電容器備份 RTC 或報(bào)警蜂鳴器等應(yīng)用中，MAX17220 - MAX17225 可以在電池電量不足時(shí)提供穩(wěn)定的電源，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4. 便攜式系統(tǒng)

無論是一次電池還是二次電池供電的便攜式系統(tǒng)，該系列轉(zhuǎn)換器都能提供高效的電源轉(zhuǎn)換，延長電池續(xù)航時(shí)間。

四、電氣特性

1. 輸入輸出參數(shù)

• 最小輸入電壓低至 400mV，能夠在低電壓環(huán)境下啟動(dòng)和運(yùn)行。
• 輸出電壓精度在不同模式下有所不同，在低功耗模式（LPM）下為 ±1.5%，在超低功耗模式（ULPM）下為 1% - 4%。

2. 電流參數(shù)

• 不同型號的峰值電感電流限制不同，如 MAX17220/MAX17221 為 225mA，MAX17222/MAX17223 為 500mA，MAX17224/MAX17225 為 1A。
• 靜態(tài)電源電流和關(guān)機(jī)電流極低，有效降低了功耗。

3. 開關(guān)參數(shù)

• LX 最大占空比為 70% - 75%，最大導(dǎo)通時(shí)間和最小關(guān)斷時(shí)間根據(jù)輸出電壓的不同而有所變化。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 輸出電壓選擇

MAX17220 - MAX17225 采用獨(dú)特的單電阻輸出選擇方法 (R{SEL})，用戶只需根據(jù)所需的輸出電壓，從 (R{SEL}) 選擇表中選擇合適的電阻值即可。這種方法不僅降低了成本，還減小了尺寸，同時(shí)避免了反饋電阻的電流損耗。

2. 電感選擇

一般來說，2.2μH 的電感值在大多數(shù)應(yīng)用中能提供最佳的尺寸和效率平衡。對于低輸入電壓的應(yīng)用，1μH 的電感可能更合適。如果需要更大的輸出電流，可以根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算合適的電感值，但不建議使用小于 1μH 或大于 4.7μH 的電感。

3. 電容選擇

• 輸入電容：建議選擇陶瓷電容，如 X5R 或 X7R 類型，以降低等效串聯(lián)電阻（ESR），提高效率。大多數(shù)應(yīng)用中，輸入電容的最小推薦值為 2μF，標(biāo)準(zhǔn)值為 10μF。
• 輸出電容：最小輸出電容為 2μF，標(biāo)準(zhǔn)推薦值為 10μF 的 X5R 或 X7R 陶瓷電容。輸出紋波可以通過相關(guān)公式計(jì)算，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

4. PCB 布局

在 PCB 布局時(shí)，要盡量減小走線長度，以降低寄生電容、寄生電阻和輻射噪聲。輸出電容底部與器件接地引腳的連接以及輸入電容的連接都要盡可能短，同時(shí)要保持主電源路徑（IN、LX、OUT、GND）的緊湊和短小。此外，(R_{SEL}) 走線不宜過長，電容不應(yīng)超過幾皮法。

六、典型應(yīng)用電路

1. 最小尺寸解決方案

采用 0603 電感的 MAX17222/MAX17223 500mA ILIM 電路，適用于對尺寸要求較高的應(yīng)用場景。

2. 最高效率解決方案

采用 4mm x 4mm 電感的 MAX17222/MAX17223 500mA ILIM 電路，能夠在保證效率的同時(shí)提供較大的輸出電流。

七、總結(jié)

MAX17220 - MAX17225 系列納米功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器以其超低靜態(tài)電流、高效轉(zhuǎn)換、寬輸入輸出范圍、多種電流限制選項(xiàng)和小巧封裝等優(yōu)勢，為電池供電設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了理想的解決方案。無論是可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器還是便攜式系統(tǒng)，該系列轉(zhuǎn)換器都能滿足其對電源管理的需求，幫助工程師設(shè)計(jì)出更高效、更節(jié)能的產(chǎn)品。

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇電感、電容等元件，并注意 PCB 布局，以充分發(fā)揮該系列轉(zhuǎn)換器的性能。你在使用類似的升壓轉(zhuǎn)換器時(shí)，遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。