MAX8559：雙路300mA低噪聲線性穩壓器的卓越之選

在電子設備的設計中，電源管理是至關重要的一環。一款性能出色的線性穩壓器能夠為設備提供穩定、低噪聲的電源，確保設備的正常運行。今天，我們就來深入了解一下MAX8559這款雙路300mA低噪聲線性穩壓器。

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一、產品概述

MAX8559是一款雙路、低噪聲、低壓差（LDO）線性穩壓器，其輸入電壓范圍為2.5V至6.5V，能夠提供至少300mA的連續輸出電流。它具有低輸出噪聲和僅60mV（在100mA負載下）的低壓差特性。典型輸出噪聲為32μVRMS，在10kHz時電源抑制比（PSRR）達到70dB。

該穩壓器采用內部P溝道MOSFET傳輸晶體管設計，每個LDO的電源電流低至115μA，且與負載電流和壓差電壓無關。此外，它還具備短路保護和熱關斷保護功能。MAX8559包含兩個獨立的邏輯控制關斷輸入，并且可以在不使用旁路電容的情況下工作，進一步減小了整體解決方案的尺寸。它提供微型8凸點UCSP?（2mm x 1mm）或8引腳TDFN（3mm x 3mm）封裝。

二、應用領域

MAX8559的應用范圍十分廣泛，包括但不限于以下領域：

1. 移動設備：如蜂窩和無繩電話、個人數字助理（PDA）和掌上電腦、筆記本電腦等。
2. 影像設備：數碼相機。
3. 電腦配件：PCMCIA卡、無線局域網卡。
4. 手持儀器：各類手持測量儀器。

三、產品特性

3.1 雙路低壓差穩壓器

具備兩個獨立的低壓差穩壓器，能夠為不同的負載提供穩定的電源。

3.2 低輸出噪聲

典型輸出噪聲僅為32μVRMS，能夠滿足對噪聲敏感的應用需求。

3.3 高輸出電流

每個LDO可提供300mA的輸出電流，能夠滿足大多數負載的功率需求。

3.4 高電源抑制比

在10kHz時PSRR達到70dB，能夠有效抑制電源中的紋波和噪聲。

3.5 獨立關斷控制

兩個LDO具有獨立的關斷控制輸入，方便用戶根據需要進行電源管理。

3.6 低壓差

在100mA負載下，壓差僅為60mV，能夠提高電源效率。

3.7 低工作電源電流

每個LDO的工作電源電流低至115μA，有助于降低功耗。

3.8 工廠預設輸出電壓

提供1.5V至3.3V的工廠預設輸出電壓，方便用戶選擇。

3.9 小陶瓷輸出電容

可以使用小陶瓷輸出電容，減小電路板空間。

3.10 輸出電流限制

具備輸出電流限制功能，保護穩壓器和負載免受過大電流的損害。

3.11 熱過載和短路保護

能夠在過熱或短路情況下自動保護，提高設備的可靠性。

3.12 高功率耗散能力

TDFN封裝具有1.95W的功率耗散能力，能夠在高負載情況下正常工作。

3.13 小尺寸封裝

UCSP封裝的占地面積僅為2mm2，適合對空間要求較高的應用。

四、電氣特性

4.1 輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為2.5V至6.5V，能夠適應不同的電源環境。

4.2 欠壓鎖定閾值

欠壓鎖定閾值典型值為2.35V，具有40mV的遲滯。

4.3 輸出電壓精度

在不同的溫度和負載條件下，輸出電壓精度在±1%至±3%之間。

4.4 最大輸出電流

每個LDO的最大輸出電流為300mA。

4.5 輸出電流限制

輸出電流限制在310mA至920mA之間，確保穩壓器的安全運行。

4.6 接地電流

在無負載和一個LDO關斷的情況下，接地電流為115μA；在兩個LDO均有100mA負載時，接地電流為220μA。

4.7 壓差電壓

在1mA負載下，壓差電壓為0.6mV；在100mA負載下，壓差電壓為60mV。

4.8 線路調節

線路調節率為±0.15%/V，能夠保證輸出電壓的穩定性。

4.9 輸出電壓噪聲

在100Hz至100kHz范圍內，輸出電壓噪聲為32μVRMS（使用0.01μF旁路電容）。

4.10 電源抑制比

在10kHz時，電源抑制比為70dB。

4.11 關斷特性

關斷時，電源電流低至0.01μA（在25°C時）。

五、典型工作特性

5.1 接地電流與溫度、電源電壓和負載電流的關系

通過典型工作特性曲線可以看出，接地電流隨著溫度、電源電壓和負載電流的變化而變化。在不同的工作條件下，接地電流的變化范圍較小，說明穩壓器具有較好的穩定性。

5.2 輸出電壓精度與負載電流和溫度的關系

輸出電壓精度在不同的負載電流和溫度條件下保持在一定的范圍內，能夠滿足大多數應用的需求。

5.3 壓差電壓與負載電流的關系

壓差電壓隨著負載電流的增加而增加，但在輕負載時壓差電壓較低，說明穩壓器在不同負載條件下都具有較好的性能。

5.4 電源抑制比與頻率的關系

電源抑制比在不同的頻率下表現良好，能夠有效抑制電源中的紋波和噪聲。

六、引腳描述

6.1 INA和INB

LDO A和LDO B的調節器輸入，輸入電壓范圍為2.5V至6.5V，需要用陶瓷電容旁路到地。

6.2 SHDNA和SHDNB

關斷輸入，邏輯低電平可以分別關斷LDO A和LDO B。當兩個關斷輸入都為低電平時，兩個穩壓器和內部參考電壓都關閉，電源電流降低至10nA（典型值）。

6.3 OUTA和OUTB

LDO A和LDO B的輸出，每個輸出可以提供高達300mA的連續電流，需要用陶瓷電容旁路到地。在關斷時，輸出通過385Ω電阻內部放電到地。

6.4 BP

參考噪聲旁路，使用0.01μF的低泄漏陶瓷電容旁路可以降低兩個輸出的噪聲。

6.5 GND

接地引腳。

6.6 EP（僅TDFN封裝）

外露焊盤，連接到接地平面，起到散熱的作用。

七、詳細工作原理

7.1 反饋控制回路

MAX8559的反饋控制回路使用1.25V的帶隙參考電壓，誤差放大器將參考電壓與反饋電壓進行比較，并放大差值。根據比較結果，調整傳輸晶體管的柵極電壓，從而控制輸出電壓的穩定。

7.2 內部P溝道傳輸晶體管

采用P溝道MOSFET傳輸晶體管，相比PNP傳輸晶體管具有諸多優勢，如更長的電池壽命、更低的靜態電流等。PNP基穩壓器在壓差時會浪費大量電流，而P溝道MOSFET的壓差電壓與負載電流成正比，在重負載時具有較低的壓差電壓。

7.3 電流限制

每個穩壓器輸出都有獨立的電流限制器，能夠監測和控制傳輸晶體管的柵極電壓，將輸出電流限制在310mA（最小值）。即使輸出短路到地也不會損壞器件。

7.4 低噪聲操作

通過在BP引腳使用外部0.01μF旁路電容和內部電阻構成低通濾波器，能夠有效降低輸出電壓噪聲。如果對輸出噪聲要求不高，可以去除BP電容以減小整體解決方案的尺寸和成本。

7.5 關斷功能

MAX8559具有獨立的關斷控制輸入，通過將SHDNA或SHDNB拉低可以分別關斷相應的LDO。當兩個關斷輸入都為低電平時，整個芯片關閉，電源電流降低至0.01μA。

7.6 熱過載保護

每個穩壓器都有獨立的熱探測器，當結溫超過160°C時，傳輸晶體管關閉，使IC冷卻。當結溫下降10°C后，傳輸晶體管再次開啟，在連續熱過載條件下會產生脈沖輸出。

八、應用信息

8.1 電容選擇和穩壓器穩定性

對于負載電流高達150mA的情況，可以使用單個2.2μF電容旁路MAX8559的兩個輸入，每個輸出使用2.2μF電容旁路。對于負載電流高達300mA的情況，輸入和輸出電容應至少為4.7μF。需要注意的是，某些陶瓷電介質的電容和ESR會隨溫度變化較大，應根據具體情況選擇合適的電介質。

8.2 PSRR和非電池電源操作

MAX8559在電池供電系統中具有低壓差和低靜態電流的特點。在10kHz時，電源抑制比為70dB。當使用非電池電源時，可以通過增加輸入和輸出旁路電容的值以及采用被動RC或CRC濾波技術來提高電源噪聲抑制和瞬態響應。

8.3 負載瞬態考慮

MAX8559的負載瞬態響應曲線顯示，輸出響應包括由于不同負載電流引起的輸出電壓直流偏移和瞬態響應。典型的負載電流從10μA到100mA的階躍變化時，過沖為15mV。可以通過增加輸出電容的值和減小其ESR來衰減瞬態尖峰。

8.4 壓差電壓

穩壓器的最小輸入輸出電壓差（壓差電壓）決定了最低可用電源電壓。由于MAX8559使用內部P溝道MOSFET傳輸晶體管，其壓差電壓是漏源導通電阻（RDS(ON)）乘以負載電流的函數。

8.5 計算UCSP封裝的最大輸出功率

MAX8559的最大輸出功率受封裝的最大功耗限制。通過計算封裝的功耗作為輸入電壓、輸出電壓和輸出電流的函數，可以得到最大輸入電壓。最大功耗不應超過封裝的最大額定功率。

九、布局指南

由于大多數應用對輸出噪聲和輸出電壓精度要求較高，因此需要進行精心的PCB布局。可以使用評估套件（MAX8559EVKIT）來加快設計。以下是一些布局指南：

1. 縮短路徑：盡可能縮短輸入和輸出路徑，特別是接地端子。
2. 增強散熱：使用厚銅PCB板（2oz vs. 1oz）來增強散熱能力。
3. 靠近電容：將輸出、輸入和旁路電容盡可能靠近IC放置。
4. 遠離噪聲源：確保到BP引腳和BP電容的走線遠離噪聲源，以確保低輸出電壓噪聲。

十、總結

MAX8559是一款性能出色的雙路300mA低噪聲線性穩壓器，具有低輸出噪聲、低壓差、高電源抑制比等優點。它適用于多種應用領域，能夠為電子設備提供穩定、可靠的電源。在設計過程中，需要根據具體的應用需求選擇合適的封裝和電容，進行合理的PCB布局，以充分發揮其性能優勢。你在使用線性穩壓器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。