深入解析MAX734：高效 +12V 閃存編程電源解決方案

一、引言

在電子設(shè)備的設(shè)計中，閃存編程電源是一個關(guān)鍵的組成部分。MAX734 作為一款 +12V 輸出、升壓型 DC - DC 開關(guān)模式穩(wěn)壓器，為閃存編程提供了高效、可靠的解決方案。本文將深入探討 MAX734 的特性、工作原理、應(yīng)用場景以及評估套件的使用，幫助電子工程師更好地了解和應(yīng)用這款產(chǎn)品。

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二、MAX734 概述

2.1 基本特性

MAX734 能夠從 4.75V 輸入提供保證的 120mA 輸出電流，輸出電壓為 +12V，精度可達 ±5%。它采用 8 引腳 SO 和 DIP 封裝，僅需一個二極管、一個 18μH 電感器和兩個 33μF 電容器，整個電路完全可表面貼裝，占用面積小于 0.3 平方英寸。此外，它還具有邏輯控制的關(guān)斷引腳，可實現(xiàn)直接的微處理器控制。

2.2 節(jié)能特性

該器件具有出色的節(jié)能特性，典型效率達 85%，工作靜態(tài)電源電流為 1.2mA，關(guān)斷電源電流僅為 70μA。通過微處理器切換關(guān)斷引腳，工作電源電流可降低至小于 500μA。

2.3 控制方式

MAX734 使用電流模式脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制，可提供精確的輸出調(diào)節(jié)和低次諧波噪聲。固定的 170kHz 振蕩器頻率便于紋波濾波，并允許使用小型外部電容器。

三、工作原理

3.1 反饋回路

MAX734 的控制器由兩個反饋回路組成：內(nèi)部（電流）回路通過電流檢測電阻（Rs）和放大器監(jiān)測開關(guān)電流；外部（電壓）回路通過誤差放大器監(jiān)測輸出電壓。內(nèi)部回路執(zhí)行逐周期電流限制，當(dāng)開關(guān)電流達到預(yù)定閾值時截斷功率晶體管的導(dǎo)通時間，該閾值由外部回路確定。

3.2 可編程軟啟動

連接到軟啟動（SS）引腳的電容器可確保有序上電。充電電容器上的電壓緩慢提高誤差放大器輸出電壓的鉗位，通過緩慢增加逐周期電流限制閾值來限制上電時的浪涌電流。軟啟動時間由 SS 電容器的值控制。

3.3 過流限制

當(dāng)負(fù)載電流超過約 1.5A 時，內(nèi)部回路的逐周期電流限制動作會關(guān)閉輸出級，過流比較器會向控制邏輯發(fā)出信號以啟動軟啟動周期。

3.4 關(guān)斷模式

將 SHDN 引腳保持在低電平可使 MAX734 進入關(guān)斷模式。在關(guān)斷模式下，輸出功率 FET 關(guān)閉，但仍有一條從 V + 到負(fù)載的外部路徑。內(nèi)部參考也會關(guān)閉，導(dǎo)致 SS 電容器放電。典型的關(guān)斷模式待機電流為 70μA。

四、應(yīng)用場景

4.1 閃存編程電源

MAX734 非常適合為閃存編程提供 +12V 電源，因為其 SHDN 引腳可由系統(tǒng)邏輯控制，方便實現(xiàn)電源的開關(guān)控制。

4.2 PCMCIA +12V 電源

在 PCMCIA 設(shè)備中，MAX734 可提供穩(wěn)定的 +12V 電源，滿足設(shè)備的工作需求。

4.3 固態(tài)硬盤驅(qū)動器

為固態(tài)硬盤驅(qū)動器提供可靠的 +12V 電源，確保數(shù)據(jù)的讀寫操作穩(wěn)定進行。

4.4 掌上電腦

在掌上電腦中，MAX734 的高效節(jié)能特性可延長電池續(xù)航時間，同時提供穩(wěn)定的電源。

4.5 緊湊型 +12V 運算放大器電源

為運算放大器提供穩(wěn)定的 +12V 電源，保證其正常工作。

五、評估套件介紹

5.1 套件概述

MAX734 評估套件是一個 12V 輸出、升壓型開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器，可在低至 4.75V 的輸入電壓下提供保證的 120mA 輸出電流，適用于 12V 閃存編程電源。該套件采用 MAX734CSA 8 引腳 SO 封裝和表面貼裝無源元件組裝而成。

5.2 轉(zhuǎn)換效率和電流特性

套件的轉(zhuǎn)換效率為 85%，靜態(tài)電源電流低至 1.2mA。當(dāng)激活關(guān)斷控制時，MAX734 的電源電流將降至小于 100μA。

5.3 測試步驟

1. 將分流器跨接在 J1 的 1 腳和 2 腳之間，將 SHDN 引腳連接到 VIN 以進行正常操作。
2. 在評估套件印刷電路板的 Vin 和接地端子之間連接一個 5V 電源，確保所有連接完成后再施加電源。
3. 打開電源并測量輸出電壓，輸出電壓應(yīng)在 11.52V 至 12.48V 之間。
4. 將 J1 上的分流器移至 2 腳和 3 腳（SHDN 接地），輸出電壓將降至 VIN 以下 0.3V（肖特基二極管壓降）。
5. MAX734 的開啟時間由軟啟動引腳（SS）上的電容控制，通過在 J2 上的焊盤之間連接一根導(dǎo)線可改變啟動時間。

六、元件選擇與布局注意事項

6.1 電感器選擇

大多數(shù)設(shè)計中，18μH 電感器就足夠了。重要的規(guī)格是電感器的增量飽和電流額定值，對于 5V 輸入，該值應(yīng)大于直流負(fù)載電流的三倍；對于 3V 輸入，應(yīng)大于直流負(fù)載電流的五倍。

6.2 輸出濾波電容器選擇

選擇輸出濾波電容器的主要標(biāo)準(zhǔn)是低等效串聯(lián)電阻（ESR），以確保輸出紋波小于 50mVp - p。

6.3 其他元件

使用連續(xù)電流額定值至少為 300mA 的肖特基二極管或高速硅整流器，補償電容器（CCc）的值對于提供最佳瞬態(tài)響應(yīng)至關(guān)重要。

6.4 印刷電路板布局

建議使用接地平面，將旁路電容器盡可能靠近器件放置，以防止不穩(wěn)定和噪聲拾取。保持肖特基二極管的引腳短，以防止輸出中出現(xiàn)快速上升時間脈沖。盡量減少 LX 引腳處的雜散電容，避免使用插入式塑料原型板。

七、閃存編程電源的特殊考慮

7.1 過壓問題

在設(shè)計中要檢查尖峰和過沖，因為 VPp 瞬態(tài)超過 13V 可能會損壞閃存 EEPROM?？赡軐?dǎo)致意外過壓的情況包括啟動過沖、負(fù)載瞬態(tài)過沖和輸出走線中的過大電感。

7.2 噪聲、紋波和 EMI

閃存 EEPROM 的 Vpp 輸入對噪聲有一定的容忍度，但為了確保安全，建議將最大紋波控制在 200mV 以內(nèi)。對于開關(guān)電源的輸出電壓噪聲，主要由基本紋波和高頻開關(guān)噪聲組成，可以通過選擇低 ESR 電容器、良好的 PCB 布局和額外的 RC 濾波器來降低噪聲。

7.3 輸入電壓考慮

根據(jù)輸入電壓的不同，可將應(yīng)用分為 5V 僅供電、未調(diào)節(jié)直流輸入、12V ±10% 輸入和電池供電等幾種情況。針對不同的輸入電壓，需要選擇合適的電源轉(zhuǎn)換方案。

八、總結(jié)

MAX734 是一款功能強大、高效節(jié)能的 +12V 閃存編程電源解決方案。通過深入了解其特性、工作原理和應(yīng)用場景，電子工程師可以更好地將其應(yīng)用于各種電子設(shè)備的設(shè)計中。同時，在使用評估套件進行測試和開發(fā)時，要注意元件選擇和布局，以確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用 MAX734 或類似電源芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。