探索MAX735/MAX755：高性能負(fù)輸出PWM調(diào)節(jié)器

在電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)中，負(fù)輸出電壓調(diào)節(jié)器是不可或缺的一部分。今天，我們就來(lái)深入了解一下MAXIM公司的兩款優(yōu)秀產(chǎn)品——MAX735和MAX755，這兩款CMOS反相開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中都展現(xiàn)出了卓越的性能。

文件下載：MAX735.pdf

一、產(chǎn)品概述

MAX735和MAX755是CMOS反相開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器，能夠提供可調(diào)的負(fù)輸出電壓。當(dāng)輸入電壓為 +4.5V 時(shí)，可保證 1W 的輸出功率。其中，MAX735 的輸入電壓范圍為 +4.0V 至 +6.2V，當(dāng)輸入電壓大于 +4.5V 時(shí)，可保證 200mA 的輸出電流。MAX735 的靜態(tài)電源電流典型值為 1.6mA，進(jìn)入關(guān)斷模式后可降低至 10μA。這些節(jié)能特性，加上高效率和易于小型化的應(yīng)用電路，使得 MAX735/MAX755 非常適合各種板載和便攜式設(shè)備應(yīng)用。

二、技術(shù)亮點(diǎn)

1. 控制方案

采用高性能電流模式脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制方案，能夠提供精確的輸出電壓調(diào)節(jié)和低次諧波噪聲。固定頻率振蕩器在工廠已校準(zhǔn)至 160kHz，便于進(jìn)行噪聲濾波。

2. 輸出精度

在實(shí)際應(yīng)用電路中進(jìn)行了生產(chǎn)測(cè)試，在所有指定的線路、負(fù)載和溫度條件下，輸出精度可保證在 ±5% 以內(nèi)。

3. 輸入輸出限制

MAX755 的輸入 - 輸出壓差限制為 (V{IN} + |V{OUT}| ≤ 11.7V)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

1. 板級(jí) DC - DC 轉(zhuǎn)換

為電路板上的不同模塊提供穩(wěn)定的負(fù)輸出電壓，滿足各種電子元件的供電需求。

2. 電池供電設(shè)備

由于其低靜態(tài)電流和高效率的特點(diǎn)，能夠有效延長(zhǎng)電池的使用壽命，適用于各類便攜式設(shè)備。

3. 計(jì)算機(jī)外設(shè)

為計(jì)算機(jī)的各種外設(shè)提供可靠的電源支持，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

四、典型特性

1. 輸入輸出轉(zhuǎn)換

MAX755 可將 +2.7V 至 +9V 的輸入轉(zhuǎn)換為可調(diào)負(fù)輸出；MAX735 可將 +4.0V 至 +6.2V 的輸入轉(zhuǎn)換為 -5V 輸出。

2. 輸出功率與效率

當(dāng) (V_{IN} ≥ 4.5V) 時(shí)，保證 1W 的輸出功率，典型效率為 78%。

3. 靜態(tài)電流與關(guān)斷模式

MAX735 的靜態(tài)電流為 1.6mA，關(guān)斷模式下電流僅為 10μA，有效降低了功耗。

4. 固定頻率振蕩器

160kHz 的固定頻率振蕩器，便于進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和噪聲處理。

5. 低噪聲與軟啟動(dòng)

電流模式 PWM 控制，具有低噪聲和低抖動(dòng)的特點(diǎn)，同時(shí)具備軟啟動(dòng)功能，可避免電源啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊。

五、引腳說(shuō)明

六、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

1. 基本電路

文檔中給出了三種基本應(yīng)用電路，分別采用了不同的電容和電感元件。圖 1 的電路使用鉭表面貼裝電容和表面貼裝電感，可減小電路板空間并適應(yīng)寬溫度范圍工作；圖 2 的電路采用徑向引線鋁電解電容，適用于商業(yè)溫度范圍的通孔解決方案；圖 3 的電路使用有機(jī)半導(dǎo)體（Os - Con）鋁電解電容，可在寬溫度范圍內(nèi)保持低 ESR。

2. 輸出紋波濾波

可在輸出端添加一個(gè)可選的低通 π 濾波器，將輸出紋波降低至約 5mVp - p。濾波器的截止頻率為 21kHz，需注意濾波器電感應(yīng)盡量減小電阻，避免產(chǎn)生過(guò)大的電壓降，同時(shí)反饋應(yīng)取自濾波器之前。

3. 軟啟動(dòng)緩沖

軟啟動(dòng)（SS）輸入電壓決定了峰值開(kāi)關(guān)電流限制，通過(guò)連接一個(gè)電容到 SS 引腳，可確保電源按順序啟動(dòng)。當(dāng)發(fā)生欠壓鎖定（僅 MAX735）或過(guò)流故障時(shí)，會(huì)觸發(fā)內(nèi)部晶體管將 SS 電容放電至地，啟動(dòng) SS 周期。為保證過(guò)流限制功能正常，SS 電容應(yīng)至少為 10nF。

4. 欠壓鎖定

MAX735 在電源電壓大于 3.7V（典型值，4V 保證）時(shí)工作，具有 0.25V 的滯后。內(nèi)部控制邏輯會(huì)在電源電壓低于欠壓閾值時(shí)關(guān)閉輸出功率 MOSFET，當(dāng)電源電壓上升到閾值以上時(shí)，開(kāi)始軟啟動(dòng)周期。MAX755 在電源電壓大于 +2.7V 時(shí)工作，不具備欠壓鎖定功能，其輸出限制為 (|V{OUT}| ≤ 11.7V - V{IN})。

5. 電感選擇

MAX735 和 MAX755 在整個(gè)電源電壓和負(fù)載電流范圍內(nèi)均可使用標(biāo)準(zhǔn)的 10μH 電感。電感的飽和（增量）電流額定值應(yīng)大于從典型工作特性中的“峰值電感電流 vs. 負(fù)載電流”圖中獲得的峰值開(kāi)關(guān)電流。

6. 輸出調(diào)整（MAX755）

MAX755 的輸出電壓由兩個(gè)電阻 R3 和 R4 設(shè)定，它們?cè)谳敵龆?、CC 引腳和 VREF 引腳之間形成一個(gè)分壓器。調(diào)節(jié)器會(huì)調(diào)整輸出電壓，使 CC 引腳的電壓為 GND。R3 的取值范圍為 10k 至 20k，R4 可通過(guò)公式 (R4 = frac{|V{OUT}|}{1.23V} R3) 計(jì)算得出，輸出限制為 (|V{OUT}| ≤ 11.7V - V_{IN})。

七、印刷電路板布局和接地

良好的布局和接地措施對(duì)于確保低噪聲、無(wú)抖動(dòng)的操作至關(guān)重要。應(yīng)盡量減小高電流路徑中的導(dǎo)線長(zhǎng)度，特別是電感與濾波和旁路電容（C1 和 C2）的回流引線之間的距離。這些高電流接地連接應(yīng)連接到一個(gè)公共點(diǎn)（“星型接地”），并在 (V_{+}) 和 GND 之間直接放置一個(gè)低 ESR 旁路電容。不建議使用插座或繞線板。

通過(guò)對(duì) MAX735/MAX755 的詳細(xì)了解，我們可以看到它們?cè)谪?fù)輸出電壓調(diào)節(jié)方面的強(qiáng)大性能和靈活性。在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師們可以根據(jù)具體的需求選擇合適的電路設(shè)計(jì)和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的電源性能。大家在使用這兩款調(diào)節(jié)器時(shí)，有沒(méi)有遇到什么特別的問(wèn)題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。