MAX17220 - MAX17225：納米功耗同步升壓轉換器的卓越之選

在電子設備的設計中，電源管理一直是至關重要的環節。尤其是對于那些對功耗敏感、需要長電池續航的應用場景，一款高效、低功耗的升壓轉換器顯得尤為關鍵。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換器。

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一、產品概述

MAX17220 - MAX17225 是一系列超低靜態電流的升壓（升壓）DC - DC 轉換器，具有 225mA/0.5A/1A 峰值電感電流限制和 True Shutdown? 功能。True Shutdown 能夠將輸出與輸入斷開，確保無正向或反向電流，有效節省電池電量。該系列轉換器的輸出電壓可通過單個標準 1% 電阻進行選擇，為設計帶來了極大的靈活性。

二、產品特性與優勢

1. 超低靜態電流

該系列轉換器的靜態電流極低，進入 OUT 的靜態電源電流僅為 300nA，關機電流更是低至 0.5nA，這對于需要長時間待機的電池供電設備來說，無疑是延長電池壽命的關鍵因素。

2. 高效轉換

具備高達 95% 的峰值效率，能夠在整個負載范圍內保持高效的能量轉換，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，可滿足不同應用場景的需求。

4. 多種電流限制選項

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

5. 瞬態保護功能

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

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 WLP 兩種封裝形式，滿足不同的空間需求，適合小型化設備的設計。

三、應用領域

1. 可穿戴設備

如光學心率監測（OHRM）LED 驅動器、可穿戴醫療設備等，這些設備通常對功耗和尺寸有嚴格要求，MAX17220 - MAX17225 的低功耗和小巧封裝正好滿足了這些需求。

2. 物聯網傳感器

對于那些需要長時間運行且功耗極低的物聯網傳感器，該系列轉換器能夠提供穩定的電源，確保傳感器的正常工作。

3. 實時時鐘（RTC）備份

在超級電容器備份 RTC 或報警蜂鳴器等應用中，MAX17220 - MAX17225 可以在電池電量不足時提供穩定的電源，保證設備的正常運行。

4. 便攜式系統

無論是一次電池還是二次電池供電的便攜式系統，該系列轉換器都能提供高效的電源轉換，延長電池續航時間。

四、電氣特性

1. 輸入輸出參數

• 最小輸入電壓低至 400mV，能夠在低電壓環境下啟動和運行。
• 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

• 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。
• 靜態電源電流和關機電流極低，有效降低了功耗。

3. 開關參數

• LX 最大占空比為 70% - 75%，最大導通時間和最小關斷時間根據輸出電壓的不同而有所變化。

五、設計要點

1. 輸出電壓選擇

MAX17220 - MAX17225 采用獨特的單電阻輸出選擇方法 (R{SEL})，用戶只需根據所需的輸出電壓，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 的電感值在大多數應用中能提供最佳的尺寸和效率平衡。對于低輸入電壓的應用，1μH 的電感可能更合適。如果需要更大的輸出電流，可以根據相關公式計算合適的電感值，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，以降低等效串聯電阻（ESR），提高效率。大多數應用中，輸入電容的最小推薦值為 2μF，標準值為 10μF。
• 輸出電容：最小輸出電容為 2μF，標準推薦值為 10μF 的 X5R 或 X7R 陶瓷電容。輸出紋波可以通過相關公式計算，以確保輸出電壓的穩定性。

4. PCB 布局

在 PCB 布局時，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，電容不應超過幾皮法。

六、典型應用電路

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提供較大的輸出電流。

七、總結

MAX17220 - MAX17225 系列納米功耗同步升壓轉換器以其超低靜態電流、高效轉換、寬輸入輸出范圍、多種電流限制選項和小巧封裝等優勢，為電池供電設備的設計提供了理想的解決方案。無論是可穿戴設備、物聯網傳感器還是便攜式系統，該系列轉換器都能滿足其對電源管理的需求，幫助工程師設計出更高效、更節能的產品。

在實際應用中，工程師們需要根據具體的設計要求，合理選擇電感、電容等元件，并注意 PCB 布局，以充分發揮該系列轉換器的性能。你在使用類似的升壓轉換器時，遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。