MAX8569A/MAX8569B：200mA 升壓轉換器的卓越之選

在電子設計領域，升壓轉換器是一種常見且關鍵的元件，它能夠將較低的輸入電壓轉換為較高的輸出電壓，以滿足各種電子設備的供電需求。今天，我們就來詳細探討一下 Maxim 公司推出的 MAX8569A/MAX8569B 200mA 升壓轉換器，看看它有哪些獨特的特性和應用場景。

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一、產品概述

MAX8569A/MAX8569B 是兩款低靜態電流的升壓調節器，它們能夠在 1.5V 至 5.5V 的輸入源下，提供高達 5.5V 的輸出電壓，最大輸出電流可達 200mA。內置的同步整流器使得該轉換器的效率超過 90%，同時通過省去外部肖特基二極管，實現了小尺寸和低成本的設計。

其中，MAX8569A 提供可調輸出電壓，而 MAX8569B 則固定輸出 3.0V 或 3.3V。此外，MAX8569B 還具備電源就緒復位輸出（RST）功能，用于指示輸出已達到穩定狀態。在關機狀態下，所有設備都會將電池輸入連接到輸出，這使得當轉換器關閉時，輸入電池可以作為備用電源或實時時鐘電源使用。

二、產品特性

1. 高輸出電流與寬輸入電壓范圍

可提供超過 200mA 的可用輸出電流，輸入電壓范圍為 1.5V 至 5.5V，能夠適應多種電池供電的應用場景，如使用兩節堿性電池、兩節鎳氫電池或一節鋰離子電池的設備。

2. 高效與低功耗

最高效率可達 95%，典型靜態電流僅 7μA，關機狀態下的供電電流小于 1μA，有助于延長電池壽命，適用于對功耗要求較高的低功耗應用。

3. 同步整流與電流限制

內置同步整流器，無需外部肖特基二極管，不僅提高了效率，還減小了電路板空間和成本。開關電流限制為 750mA，確保了轉換器的安全性和穩定性。

4. 多種輸出選項

MAX8569A 輸出電壓可調，范圍為 2V 至 5.5V；MAX8569B 提供固定的 3.0V 或 3.3V 輸出，滿足不同應用的需求。

5. 電源就緒復位輸出（MAX8569B）

RST 輸出可作為邏輯控制信號，用于通知微處理器輸出已達到穩定狀態，方便系統的初始化和控制。

三、應用領域

該轉換器適用于多種電子設備，包括但不限于：

• 醫療診斷設備：對電源的穩定性和效率要求較高，MAX8569A/MAX8569B 的高性能特性能夠滿足其需求。
• 無繩電話：需要低功耗和小尺寸的電源解決方案，以延長電池使用時間和減小設備體積。
• 電池備份系統：在關機狀態下，電池輸入可直接連接到輸出，為備用設備提供電源。
• 數碼相機、PC 卡、PDA 和智能手機：這些設備通常需要穩定的 3.3V 或 5V 電源，MAX8569A/MAX8569B 能夠提供可靠的供電支持。

四、電氣特性

1. 絕對最大額定值

• 各引腳對 GND 的電壓范圍為 -0.3V 至 +6V，SHDN 引腳對 GND 的電壓范圍為 -0.3V 至 (VOUT + 0.3V)。
• LX 引腳的電流峰值為 1.5A。
• 不同封裝的連續功率耗散有所不同，6 引腳 SOT23 在 +70°C 時為 727mW，6 引腳 TDFN 3mm x 3mm 在 +70°C 時為 1454mW。
• 工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C，結溫為 +150°C，存儲溫度范圍為 -65°C 至 +150°C，焊接時引腳溫度為 +300°C（10s）。

2. 電氣參數

• 電池輸入范圍：1.5V 至 5.5V。
• 啟動電壓：在不同溫度和負載條件下有所變化，TA = +25°C 時為 1.22V 至 1.5V，TA = -40°C 至 +85°C 時為 1.24V。
• 輸出電壓：MAX8569A 可調范圍為 2.0V 至 5.5V，MAX8569BETT30 固定為 3.0V，MAX8569B 固定為 3.3V。
• 反饋閾值：MAX8569A 在 TA = +25°C 時為 1.208V 至 1.248V，TA = -40°C 至 +85°C 時為 1.203V 至 1.253V。
• 開關電流限制：n 通道開關電流限制在 TA = +25°C 時為 650mA 至 920mA，TA = -40°C 至 +85°C 時為 600mA 至 975mA。

五、典型工作特性

1. 效率與負載電流關系

從效率與負載電流的特性曲線可以看出，在不同的輸入電壓和輸出電壓條件下，轉換器的效率隨著負載電流的變化而變化。一般來說，在中等負載電流下，效率能夠達到較高水平，這對于大多數實際應用是非常有利的。例如，當 VOUT = 3.3V，VIN = 2V 時，負載電流為 40mA 時效率可達 88%。

2. 最大輸出電流與電池電壓關系

最大輸出電流隨著電池電壓的升高而增加，這表明在較高的電池電壓下，轉換器能夠提供更大的輸出功率。這對于需要高功率輸出的應用來說是一個重要的參考指標。

3. 其他特性

還包括啟動電壓與負載電阻的關系、輸出電壓和輸入電流與輸入電壓的關系等特性曲線，這些曲線能夠幫助工程師更好地理解轉換器在不同工作條件下的性能，從而進行合理的設計。

六、引腳描述

1. SHDN

關機輸入引腳，將其拉低可使 MAX8569 進入關機模式，輸入電流降至小于 1μA；拉高則為正常工作模式。同時，該引腳的閾值為 1.228V，可用于低電量檢測。

2. BATT

電池電壓連接引腳，需連接 1.5V 至 5.5V 的電源，并使用 10μF 或更大的陶瓷電容旁路至 GND。

3. GND

接地引腳。

4. LX

電感連接引腳，連接電感的開關側。在關機狀態下，該引腳與 OUT 相連。

5. OUT

輸出電壓引腳，需使用 10μF 或更大的陶瓷電容旁路至 GND。在關機狀態下，該引腳與 LX 相連，同時也是 IC 的自舉電源輸入。

6. FB（MAX8569A）

反饋輸入引腳，通過連接外部電阻分壓器的中心抽頭至 OUT 和 GND 之間，可設置輸出電壓，VFB 調節至 1.228V。

7. RST（MAX8569B）

復位輸出引腳，為開漏輸出。當輸出電壓上升到標稱穩壓電壓的 90%以上時，該引腳變為高阻態；當輸出低于標稱穩壓電壓的 90%時，引腳拉低。在關機狀態下，該引腳為高阻態。

8. EP（TDFN 封裝）

外露焊盤，連接到 PCB 的接地平面，以提高熱性能。

七、詳細設計指南

1. 控制方案

MAX8569A/MAX8569B 采用電流限制控制方案，在寬輸出電流范圍內提供超低靜態電流和高效率。開關周期不受振蕩器控制，當電感電流達到 780mA（典型值）的 n 通道電流限制，或達到 5μs 的最大 n 通道開關導通時間時，開關導通時間結束。隨后，同步整流器導通，分流 MOSFET 體二極管，電感電流在另一個周期開始前降至零。當下一個周期到來時，誤差比較器檢測到輸出電壓低于穩壓閾值。

2. 關機操作

將 SHDN 引腳拉低可關閉轉換器，使輸入電流小于 1μA。在關機狀態下，電池輸入通過電感和內部同步整流器連接到輸出，可為備用設備提供電源，無需額外的備份電池。將 SHDN 引腳拉高至 VOUT 可使轉換器正常工作。

3. 低電量檢測

利用 SHDN 引腳的跳閘閾值（1.228V）可作為輸入電壓檢測器。當電池電壓降至設定水平時，禁用 IC。通過使用電阻分壓器（如 R1 和 R2）設置電池檢測電壓，選擇 R2 在 100kΩ 至 1MΩ 之間以最小化電池消耗。計算公式為：[R 1=R 2 times(( VOFF / V overline{SHDN})-1)]，其中 VOFF 是器件關閉時的電池電壓，(V overline{SHDN}=1.228 ~V)。為減少輸入紋波的影響，可在 SHDN 引腳與 GND 之間連接一個低值電容（C2），選擇 C2 使 R1、C2 的時間常數大于 2ms。

4. 電源就緒復位（MAX8569B）

RST 輸出可連接一個 100kΩ 至 1MΩ 的上拉電阻至 OUT，為微處理器提供邏輯控制信號。當復位功能不用時，將 RST 引腳連接到 GND。

5. 輸出電壓設置（MAX8569A）

MAX8569A 的輸出電壓可在 2V 至 5.5V 之間調節。通過連接一個電阻分壓器（如 R3 和 R4）從輸出到地，并將 FB 引腳連接到中心抽頭，可設置所需的輸出電壓。選擇 R4 在 100kΩ 至 1MΩ 之間，R3 的計算公式為：[R3 =R 4 times(( VOUT / V F B)-1)]，其中 VOUT 是所需的輸出電壓，VFB 為 1.228V。

6. 電感選擇

控制方案允許在選擇電感時具有一定的靈活性。大多數應用中，10μH 的電感表現良好，但也可以使用 4.7μH 至 100μH 的電感。較小的電感值通常具有較小的物理尺寸，但當電感值過大，導致在最大導通時間（5μs）結束前無法達到最大電流限制（780mA）時，輸出功率會降低。為獲得最大輸出電流，選擇電感 L 需滿足以下條件： [OUT(MAX) =frac{frac{0.78 A}{2} timesleft(V{B A T T(M I N)}-frac{0.78 A}{2} timesleft(R{N C H}+R{L}right)right)}{V{OUT }}] [frac{V{BATT(MAX) } × 1 mu s}{0.78 A}{BATT(MIN)} × 5 mu s}{0.78 A}] 其中 RL 是電感的串聯電阻，RNCH 是內部 n 通道 MOSFET 的 RDS(ON)（典型值為 0.3Ω）。