探索MAX866/MAX867：單節電池供電的高效DC - DC轉換器

在電子設備的設計中，電源管理是至關重要的一環。對于單節電池供電的系統，如何高效地將電池電壓轉換為所需的輸出電壓，是工程師們常常面臨的挑戰。今天，我們就來深入了解一下MAXIM公司的MAX866和MAX867這兩款單節電池供電的DC - DC轉換器。

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產品概述

MAX866和MAX867是專為單節電池供電系統設計的超小型、高效CMOS升壓DC - DC開關穩壓器。MAX866可接受0.8V至輸出電壓（Vout）之間的正輸入電壓，并將其轉換為3.3V或5V的引腳可選輸出電壓；而MAX867的可調版本則接受0.8V至6.0V的輸入電壓，并能在2.7V至6.0V范圍內產生可調的輸出電壓。它們的典型效率大于80%，典型無負載電源電流為100μA（關機時為1μA）。

應用領域

這些轉換器廣泛應用于尋呼機、遙控器、探測器、單節電池供電設備以及備用電源等領域。

產品特性

電氣特性

1. 寬輸入電壓范圍：支持0.8V至6.0V的輸入電源電壓，保證了在不同電池狀態下的穩定工作。
2. 高效轉換：在寬負載范圍內效率大于80%，有效延長了電池的使用壽命。
3. 低功耗：無負載電池電流低至100μA（VOUT = 3.3V時），關機模式下僅為1μA，大大降低了系統的功耗。
4. 高開關頻率：最高可達250kHz的開關頻率，允許使用小型、低成本的電感和電容。
5. 精準參考電壓：參考電壓的容差為±1.5%，保證了輸出電壓的穩定性。
6. 低電池檢測：具備低電池檢測器（LBI/LBO），方便監測電池狀態。

封裝優勢

它們采用超小型8引腳μMAX封裝（高度僅1.11mm），電路面積僅0.2in2，非常適合對空間要求較高的應用。

工作原理

開關模式調節

MAX866/MAX867將開關模式穩壓器、N溝道功率MOSFET、精密電壓參考和電源故障檢測器集成在一個單片器件中。MOSFET采用“感測FET”類型，具有極低的柵極閾值電壓，確保在低電池電壓（典型值0.8V）下也能啟動。

PFM控制方案

該控制方案結合了低壓效率（典型值80%）和低電池消耗（典型值100μA）。沒有振蕩器，開關由一對單穩態電路實現，設置了最大LX導通時間（典型值4.5μs）和最小LX關斷時間（1μs）。如果電感電流在4.5μs之前達到0.5A，LX導通時間將提前終止。

電壓參考

精密電壓參考適用于驅動外部負載，如模數轉換器。當源電流高達250μA和吸收電流高達20μA時，電壓參考輸出變化小于±2%。

設計要點

輸出電壓選擇

對于MAX866，可以通過邏輯控制或將3/5引腳連接到GND或OUT來選擇3.3V或5V的輸出電壓。而MAX867的輸出電壓則由兩個電阻R1和R2組成的分壓器來設置，公式為： [VOUT =VREFleft(frac{R 1+R 2}{R 2}right)] 其中 (VREF =1.25 ~V)

低電池檢測

MAX866系列包含一個片上比較器用于低電池檢測。當LBI引腳的電壓低于內部參考電壓（1.25V）時，LBO（開漏輸出）會向GND吸收電流。低電池監測的閾值由兩個電阻R3和R4設置，公式為： [R 3=R 4left(frac{V{TH}}{V{REF}}-1right)] 其中 (VTH) 是低電池檢測器的期望閾值，VREF是內部1.25V參考電壓。

電感選擇

電感值通常選擇330μH，可在大多數應用中提供超過10mA的負載，并允許典型的啟動電壓為0.8V。電感值并非關鍵，MAX866/MAX867可以在22μH至1mH的范圍內工作。一般來說，較小的電感值可提供更多的輸出電流，而較大的值則能在較低的輸入電壓下啟動。

電容選擇

建議使用10μF至47μF的電容，輸出濾波電容通常選擇47μF、6V、0.85Ω的表面貼裝鉭電容，可在10mA負載下從0.9V升壓到1.4V時提供15mV的輸出紋波。

整流二極管

為了獲得最佳性能，建議使用開關肖特基二極管，如1N5817或MBR0520LTI。對于低輸出功率應用，PN結開關二極管（如1N4148）也可以使用，但會降低效率并提高啟動電壓。

PC布局和接地

由于電路的高頻操作，PC布局對于最小化接地反彈和噪聲非常重要。應保持IC的GND引腳以及C1和C2的接地引線距離小于0.2in（5mm），并盡量縮短FB和LX引腳的連接。使用接地平面并將IC的GND引腳直接焊接到接地平面，可最大化輸出功率和效率，同時最小化輸出紋波電壓。

總結

MAX866和MAX867是兩款性能出色的單節電池供電DC - DC轉換器，它們在效率、功耗、尺寸等方面都具有顯著優勢。在實際設計中，工程師們可以根據具體的應用需求，合理選擇輸出電壓、電感、電容等元件，并注意PC布局和接地，以充分發揮這兩款轉換器的性能。你在使用類似的DC - DC轉換器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。