MAX8667/MAX8668：1.5MHz雙降壓DC - DC轉換器的設計秘籍

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

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芯片概述

MAX8667/MAX8668專為便攜式設備中的低壓微處理器或DSP供電而設計，具有高效率和小尺寸外部組件的特點。降壓轉換器的輸出電壓在MAX8668中可在0.6V至3.3V之間調節，而MAX8667則為工廠預設。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將空載工作電流降至100μA。雙LDO線性穩壓器具有低靜態電流和低噪聲的特點，工作電源電壓低至1.7V。而且，每個輸出都有獨立的使能引腳，極大地提高了設計的靈活性。

關鍵特性剖析

降壓轉換器

• 高效架構：采用優化的內部MOSFET開關和同步整流器，在寬負載范圍內實現高效電壓轉換，同時保持出色的瞬態響應和最小的輸出電壓紋波。
• 滯回PWM控制：以高達1.5MHz的近乎固定頻率開關，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，保護降壓調節器在嚴重過載和輸出短路條件下的安全。
• 電壓定位：通過連接到FB_的電阻網絡設置輸出電壓和電壓定位，減少負載瞬變期間的輸出電壓偏差，降低輸出電容要求。

LDO線性穩壓器

• 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：上電或使能時，通過逐漸提升輸出電壓來減少啟動時的浪涌電流。
• 電流限制：輸出電流限制在375mA（最小值），確保穩定供電。
• 低dropout電壓：在300mA負載下，最大dropout電壓為250mV。

熱過載保護

當芯片溫度超過+160°C時，熱保護電路會關閉芯片，待溫度下降15°C后再次啟用，避免芯片因過熱損壞。

設計要點

輸出電壓設置

• MAX8667：LDO輸出電壓和降壓輸出為工廠預設，可通過選擇器指南查找對應輸出電壓的型號。
• MAX8668：通過連接到FB_的電阻網絡設置OUT1和OUT2的輸出電壓。可根據需要選擇不同的設置方法，以實現不同程度的電壓定位。

電源排序

MAX8667/MAX8668的每個調節器都有獨立的使能輸入，可實現完全的電源排序控制。當所有EN_輸入為低電平時，芯片進入低功耗關機模式，電源電流降至小于1μA。

電感選擇

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

電容選擇

• 輸入電容：降壓轉換器的輸入電容（C2）應選擇低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）應選擇低阻抗的陶瓷電容，以保持輸出電壓紋波小并確保調節環路穩定。對于大多數應用，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）對于設置反饋環路響應、控制開關頻率和提高效率至關重要。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，設計時需確保芯片的總功耗不超過此額定值。可通過計算各調節器的功耗來估算總功耗，并根據環境溫度和熱阻計算芯片的結溫，確保不超過+150°C的最大結溫。

PCB布局

由于芯片的開關頻率高和峰值電流大，PCB布局非常重要。應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。反饋網絡走線應遠離電感和嘈雜的走線，如LX。同時，將GND和PGND_連接到接地平面，并通過一個或多個過孔將暴露的焊盤連接到接地平面，以幫助散熱。

總結

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備。在設計過程中，合理選擇外部組件、優化電源排序和PCB布局，能夠充分發揮芯片的性能優勢，為產品提供穩定、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？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。