MAX8880/MAX8881：低功耗線性穩(wěn)壓器的理想之選

在電子設備的設計中，電源管理是至關重要的一環(huán)，尤其是對于電池供電的應用，對電源芯片的低功耗、穩(wěn)定性和保護功能有很高的要求。今天，我們就來深入了解一下Maxim公司的MAX8880/MAX8881這兩款12V超低IQ、帶POK的低壓差線性穩(wěn)壓器。

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產品概述

MAX8880/MAX8881是超低電源電流、低壓差線性穩(wěn)壓器，能夠提供高達200mA的輸出電流。它們專為電池供電應用而設計，在這些應用中，反向電池保護和長電池壽命是關鍵因素。

主要特性

• 超低電源電流：在12V時僅3.5μA的電源電流，可顯著延長具有長待機時間應用的電池壽命。
• 反向電池保護：獨特的保護方案，當VIN被強制低于地時，可將反向電源電流限制在1mA以內。
• 寬輸入電壓范圍：2.5V至12V的輸入電壓范圍，適應多種電源環(huán)境。
• 高精度輸出：±1.5%的輸出電壓精度，確保穩(wěn)定的輸出。
• 短路和熱過載保護：內部保護機制可防止輸出短路、反向電池連接和熱過載。
• POK輸出：用于指示輸出是否超出調節(jié)范圍，方便系統(tǒng)監(jiān)控。
• 多種輸出電壓選擇：MAX8881提供1.8V、2.5V、3.3V和5V的工廠預設輸出電壓；MAX8880的輸出電壓可通過外部電阻分壓器在1.25V至5V之間調節(jié)。
• 小封裝：提供6引腳SOT23和6引腳TDFN封裝，節(jié)省電路板空間。

工作原理

低壓差穩(wěn)壓器

MAX8880/MAX8881內部有一個1.25V的參考電壓，連接到誤差放大器的反相輸入端。誤差放大器將參考電壓與所選的反饋電壓進行比較，并放大差值。MOSFET驅動器讀取誤差信號，并對P溝道傳輸晶體管施加適當?shù)尿寗印Ｈ绻答侂妷旱陀趨⒖茧妷海瑐鬏斁w管的柵極被拉低，允許更多電流通過，從而提高輸出電壓；反之，則減少輸出電流。

內部P溝道傳輸晶體管

與使用PNP傳輸晶體管的類似設計相比，MAX8880/MAX8881采用2Ω的P溝道MOSFET傳輸晶體管具有明顯優(yōu)勢。P溝道MOSFET不需要基極驅動，可大大降低靜態(tài)電流。而基于PNP的穩(wěn)壓器在傳輸晶體管飽和時會浪費大量電流，并且在大負載下需要高基極驅動電流。

壓差電壓

穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差（即壓差電壓）決定了最低可用電源電壓。在電池供電系統(tǒng)中，這決定了電池的有用壽命終點電壓。由于MAX8880/MAX8881使用P溝道MOSFET傳輸晶體管，其壓差電壓為RDS(ON)（2Ω）乘以負載電流。

保護功能

反向電池保護

當電池反接時，MAX8880/MAX8881的獨特保護方案可監(jiān)控IN的極性，斷開內部電路和寄生二極管，防止設備受到電氣應力和損壞。如果需要反向電池保護，可通過一個100kΩ的電阻驅動SHDN。

電流限制

內部電流限制器可在輸出短路到地時限制輸出PMOS的驅動，確保輸出短路不會損壞器件。

熱過載保護

當內部結溫超過160°C時，熱傳感器會向關斷邏輯發(fā)出信號，關閉傳輸晶體管，使IC冷卻。當IC的結溫下降15°C后，熱傳感器會再次打開傳輸晶體管，在連續(xù)熱過載條件下會產生脈沖輸出。需要注意的是，為了連續(xù)運行，不要超過絕對最大結溫額定值150°C。

應用信息

電容選擇和穩(wěn)壓器穩(wěn)定性

MAX8880/MAX8881設計為使用低至1μF的輸出濾波電容和高達1Ω的ESR即可穩(wěn)定工作。一般來說，在設備的輸入使用1μF電容，輸出使用4.7μF電容。較大的輸入電容值和較低的ESR可提供更好的電源噪聲抑制和瞬態(tài)響應。如果預計會有大的快速瞬變，且設備距離電源有幾英寸遠，則可能需要使用更高值的輸入電容（如10μF）。使用大的輸出電容可改善負載瞬態(tài)響應、穩(wěn)定性和電源抑制。

輸出電壓選擇

MAX8881具有預設輸出電壓，通過內部精密反饋電阻將MAX8881EUT18的輸出設置為1.8V，MAX8881EUT25的輸出設置為2.5V，MAX8881EUT33的輸出設置為3.3V，MAX8881EUT50的輸出設置為5V。使用時需將MAX8881的FB連接到OUT。

MAX8880的輸出電壓可通過連接到FB的兩個外部電阻作為分壓器在1.25V至5.5V之間調節(jié)。輸出電壓由以下公式設置： [V{OUT }=V{FB}left(1+frac{R 3}{R 4}right)] 其中，通常 (V{FB}=1.257 ~V) 。選擇 (R 4=1.2 M Omega) 可優(yōu)化靜態(tài)電流、精度和高頻電源抑制。為簡化電阻選擇，可使用公式： [R 3=R 4left(frac{V{OUT }}{V_{FB}}-1right)]

電源抑制和非電池電源操作

MAX8880/MAX8881專為電池供電系統(tǒng)設計，可提供低壓差電壓和低靜態(tài)電流。在低頻時，電源抑制為 -66dB，并在100Hz以上頻率時下降。在高頻時，輸出電容是抑制電源噪聲的主要因素。當使用非電池電源時，可通過增加輸入和輸出電容的值以及使用無源濾波技術來提高電源噪聲抑制和瞬態(tài)響應。

封裝信息

MAX8880/MAX8881提供6引腳SOT23和6引腳TDFN封裝。在使用時，需要注意封裝的尺寸和引腳定義，確保正確安裝和連接。

總結

MAX8880/MAX8881以其超低的電源電流、寬輸入電壓范圍、高精度輸出、完善的保護功能和多種輸出電壓選擇，成為電池供電應用中電源管理的理想選擇。在實際設計中，電子工程師可以根據具體需求選擇合適的型號，并合理選擇電容和電阻，以確保穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性和性能。你在使用類似穩(wěn)壓器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗。