MAX17645：高效同步降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片的性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。MAX17645作為一款高性能的同步降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器，為工程師們提供了出色的解決方案。下面，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這款芯片。

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一、產(chǎn)品亮點(diǎn)

1. 減少外部元件與總成本

MAX17645無(wú)需肖特基二極管，采用同步操作，內(nèi)部集成了控制環(huán)路補(bǔ)償和軟啟動(dòng)功能。它支持全陶瓷電容，能夠?qū)崿F(xiàn)超緊湊的布局，減少了需要儲(chǔ)備的DC - DC調(diào)節(jié)器數(shù)量。其輸入電壓范圍寬達(dá)4.5V至36V，輸出電壓可在0.9V至輸入電壓的89%之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大能提供1A的負(fù)載電流。

2. 高效率表現(xiàn)

在滿(mǎn)載情況下，當(dāng)輸入電壓 (V{IN }=24V)，輸出電壓 (V{OUT }=5V)，輸出電流 (I_{OUT }=1A) 時(shí)，效率可達(dá)90%。關(guān)機(jī)電流僅為2.2μA（典型值），并且MAX17645D在輕載時(shí)采用PFM模式，能實(shí)現(xiàn)高光負(fù)載效率。

3. 靈活設(shè)計(jì)

該芯片的EN/UVLO閾值可編程，能夠單調(diào)啟動(dòng)進(jìn)入預(yù)偏置輸出。其開(kāi)漏輸出（RESET）可用于輸出狀態(tài)監(jiān)測(cè)，方便工程師對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4. 穩(wěn)健運(yùn)行

內(nèi)置打嗝模式過(guò)載保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)功能，符合CISPR32 Class B標(biāo)準(zhǔn)，工作環(huán)境溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，結(jié)溫范圍為 - 40°C至 + 150°C，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。

二、關(guān)鍵應(yīng)用

1. 工廠自動(dòng)化

在工廠自動(dòng)化的眾多應(yīng)用中，減少系統(tǒng)發(fā)熱是關(guān)鍵需求之一。MAX17645作為全同步集成FET DC - DC轉(zhuǎn)換器，效率高，能有效減少發(fā)熱，避免系統(tǒng)因過(guò)熱而停機(jī)。

2. 汽車(chē)售后市場(chǎng)

在資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用中，設(shè)備通常需要盡可能小型化。MAX17645集成了FET和補(bǔ)償功能，解決方案尺寸小，減少了元件數(shù)量，有助于降低系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)成本。

3. 通用負(fù)載點(diǎn)

通用負(fù)載點(diǎn)應(yīng)用對(duì)電源轉(zhuǎn)換的穩(wěn)健性要求極高。MAX17645的工作溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，具備電流限制保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)功能，并且符合CISPR32 Class B發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)，能在惡劣環(huán)境下提供高效的電源轉(zhuǎn)換，讓設(shè)計(jì)師放心使用。

三、電氣特性

1. 輸入電源

輸入電壓范圍為4.5V至36V，關(guān)機(jī)時(shí)輸入電流為2.2μA。不同模式下的輸入電源電流有所不同，如MAX17645D在特定條件下IQ - PFM為115 - 170μA，MAX17645B在正常開(kāi)關(guān)模式下輸入電源電流為3.85mA。

2. EN/UVLO

EN/UVLO引腳的上升閾值為1.19 - 1.24V，下降閾值為1.06 - 1.15V，真正關(guān)機(jī)閾值為0.75V，輸入泄漏電流在±50nA以?xún)?nèi)。

3. LDO

VCC輸出電壓范圍為4.75 - 5.25V，電流限制為15 - 55mA，壓降為0.15 - 0.3V，UVLO上升閾值為4.05 - 4.3V，下降閾值為3.7 - 3.95V。

4. 功率MOSFET

高端pMOS導(dǎo)通電阻為500 - 925mΩ，低端nMOS導(dǎo)通電阻為165 - 300mΩ，LX泄漏電流在±100nA以?xún)?nèi)。

5. 軟啟動(dòng)與反饋

軟啟動(dòng)時(shí)間為2.9 - 3.4ms，反饋調(diào)節(jié)電壓根據(jù)不同型號(hào)有所差異，F(xiàn)B泄漏電流為 - 25nA。

6. 電流限制

峰值電流限制閾值為1.65 - 2.1A，失控電流限制閾值為2.05 - 2.7A，負(fù)電流限制閾值根據(jù)型號(hào)不同有所變化，PFM峰值電流限制閾值為0.38 - 0.48A。

7. 時(shí)序

開(kāi)關(guān)頻率為605 - 695kHz，進(jìn)入打嗝模式的失控事件次數(shù)為1次，VFB欠壓觸發(fā)打嗝的電平為0.56 - 0.6V，打嗝超時(shí)時(shí)間為100ms，最小導(dǎo)通時(shí)間為90 - 120ns，最大占空比為89 - 94%，LX死區(qū)時(shí)間為5ns。

8. RESET

RESET上升的FB閾值為93.5 - 97.5%，下降的FB閾值為90 - 94%，F(xiàn)B達(dá)到95.5%調(diào)節(jié)后RESET延遲1.6ms，低RESET輸出電平為0.2V，RESET輸出泄漏電流為0.1μA。

9. 熱關(guān)斷

熱關(guān)斷閾值溫度上升為166°C，滯后為10°C。

四、工作模式

1. PWM模式（MAX17645B）

在PWM模式下，電感電流允許為負(fù)，能在所有負(fù)載下提供恒定頻率操作，適用于對(duì)開(kāi)關(guān)頻率敏感的應(yīng)用。但在輕載時(shí)，與PFM模式相比，效率較低，因?yàn)檗D(zhuǎn)換器在每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。

2. PFM模式（MAX17645D）

PFM模式禁用負(fù)電感電流，在輕載時(shí)跳過(guò)脈沖并進(jìn)入休眠模式以提高效率。當(dāng)輸出電壓達(dá)到標(biāo)稱(chēng)電壓的102.3%時(shí)，高低端FET均關(guān)閉，設(shè)備進(jìn)入休眠狀態(tài)，直到輸出電壓降至標(biāo)稱(chēng)電壓的101.1%才恢復(fù)工作。不過(guò)，與PWM模式相比，PFM模式的輸出電壓紋波較高，且輕載時(shí)開(kāi)關(guān)頻率不固定。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 輸入電壓范圍計(jì)算

根據(jù)輸出電壓、最大負(fù)載電流、電感直流電阻、開(kāi)關(guān)頻率等參數(shù)計(jì)算最小和最大工作輸入電壓，公式如下： [V{IN(MIN)}=frac {V{OUT}+left( I{OUT(MAX)}× left( R{DCR(MAX)}+R{DS-ONL(MAX)}right) right) }{D{MAX}}+left( I{OUT(MAX)} × left( R{DS-ONH(MAX)}-R{DS-ONL(MAX)}right) right)] [V{IN(MAX)}=frac{V{OUT}}{f{SW(MAX)} × t_{ON-MIN(MAX)}}]

2. 元件選擇

• 輸入電容：輸入濾波電容能減少電源的峰值電流、開(kāi)關(guān)噪聲和輸入電壓紋波。根據(jù)公式計(jì)算輸入電容的RMS電流和電容值，選擇低ESR、高紋波電流能力的陶瓷電容，如X7R電容。在源與設(shè)備輸入距離較遠(yuǎn)時(shí)，需添加適當(dāng)?shù)?a target="_blank">電解電容。
• 電感：選擇電感時(shí)需考慮電感值、飽和電流和直流電阻。根據(jù)公式計(jì)算所需的最小電感值，選擇飽和電流高于峰值電流限制的電感。
• 輸出電容：工業(yè)應(yīng)用中首選X7R陶瓷輸出電容，考慮其直流偏置導(dǎo)致的電容損耗，進(jìn)行適當(dāng)降額。根據(jù)公式計(jì)算輸出電容值，以支持動(dòng)態(tài)負(fù)載并控制輸出電壓偏差。

3. 參數(shù)設(shè)置

• 輸入欠壓鎖定電平：通過(guò)電阻分壓器連接IN和SGND來(lái)設(shè)置設(shè)備開(kāi)啟的電壓，選擇合適的R1和R2電阻值。
• 輸出電壓調(diào)節(jié)：使用電阻反饋分壓器從輸出連接到SGND，選擇合適的R3和R4電阻值來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。

4. 功率損耗與溫度估算

根據(jù)公式估算功率損耗和結(jié)溫，確保結(jié)溫不超過(guò) + 125°C，以保證設(shè)備的使用壽命。 [P{LOSS }=P{OUT } timesleft(frac{1}{eta}-1right)-left(I{OUT }^{2} × R{DCR}right)] [P{OUT }=V{OUT } × I{OUT }] [T{J(MAX)}=T{A(MAX)}+left(theta{JA} × P_{Loss }right)]

5. PCB布局

PCB布局對(duì)芯片性能至關(guān)重要。所有承載脈沖電流的連接應(yīng)盡可能短且寬，以減少電感。輸入濾波電容和VCC旁路電容應(yīng)靠近相應(yīng)引腳放置。模擬小信號(hào)地和開(kāi)關(guān)電流的功率地應(yīng)分開(kāi)，并在開(kāi)關(guān)活動(dòng)最小的點(diǎn)連接，保持接地平面連續(xù)。

六、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了3.3V、1A輸出和5V、1A輸出的典型應(yīng)用電路，包括電感、電容、電阻等元件的具體參數(shù)和型號(hào)選擇，為工程師提供了參考。

七、訂購(gòu)信息

MAX17645有不同的型號(hào)可供選擇，如MAX17645BATA +、MAX17645BATA + T、MAX17645DATA +、MAX17645DATA + T，工作溫度范圍均為 - 40°C至 + 125°C，采用8 TDFN封裝，分別支持PWM和PFM模式。

總之，MAX17645憑借其高效、靈活、穩(wěn)健的特點(diǎn)，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中都能發(fā)揮出色的性能。工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)電源管理系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)具體需求合理選擇和使用這款芯片。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。