DC-DC变换器ICMAX786及其应用

    摘要：MAX786是MAXIM公司生产的DC-DC变换器，它主要应用于笔记本电脑等小型化、轻量化的便携式设备中。文中介绍了MAX786工作原理、外围电路的设计方法以及设计时注意事项，同时给出了其具体的应用电路。

    关键词：MAX786 变换器 DC-DC

为了使笔记本电脑等一类便携式电子设备小型化和轻量化，同时为了抑制功耗和降低电源电压，设计师们越来越多地使用大规模集成电路来工作。对于这类设备的电源部分，即使是在输出电压较低的情况下，也希望有一个高效率的DC-DC变换器。而实现这种高效率电源，并用于同步整流型电源的控制器则首推MAXIM公司生产的MAX786.利用MAX786可以很方便地同时输出稳定的5V和3.3V电压，是一种高性能的降压型DC-DC变换器IC。

1 MAX786概述

1.1 特点

MAX786具有如下特点：

●可以获得3.3V和5V两路固定输出电压；

●可以获得最大95%的变换效率；

●省电。工作时自身消除电流为420μA，待机时消耗电流仅为70μA；

●输入电压范围宽（5.5～30V）。

1.2 内部结构及参数

图1所示为MAX786的内部结构图。由图可见，MAX786内含两个控制电路、四个功率MOSFET驱动器、两个比较器以及振荡频率为200kHz或300kHz的振荡器。

1.3 引脚说明

VL引脚（22）：5V电压输出端，最大输出电流为5mA。由图1可见，电源起动时由连接到输入电源上的V+端给稳压器提供电源。但当5V输出（FB5端）上升到4.5V以上时，稳压器关断，Q1接通，FB5端与VL端短接，其结果是5V电压由VL端输出。正是由于MAX786具备这一功能，因而减小了稳压器的损耗，提高了效率。此外，该端子应选用一个4.7μF电容旁路到地。

REF引脚（10）：3.3V基准输出端，最大输出电流为5mA。该端口应采用电容旁路接地，其容量通常为0.22μF+1μF/mA。但在负载电流较大时，该电容往往会给各档输出电压带来某些影响。

SS3引脚（2）与SS5引脚（14）：如果在该两引脚上接上电容，电源接通过时输出电压的上升速率将会变缓，因而可以抑制上电时产生的电流冲击。上升时间tr可由公司tr≈1ms/nF求得。在输出为5V时，通常连接10～100nF的电容器。

ON3引脚（3）与ON5引脚（13）：这两个端子是接通或关断3.3V与5V输出的端子，通常情况下将它们连接到VL端。如果接地，则将关断MAX786的输出。

SYNC引脚（11）：如果把SYNC接地或者接VL端，则IC内部的振荡频率为200kHz；如果将它接REF端，则产生的振荡频率为300kHz。

需要说明的是：当需要设计多组输出电源时，往往要使用若干个驱动电路。由于印制版上存在着振荡频率不同的时钟信号，将会产生诸如差拍干扰等弊端问题。这时，利用SYNC端可使这些驱动电路都与同一个时钟信号同步，这样，该问题就可以得到圆满的解决。

D1引脚（4）与D2引脚（5）：把5V与3.3V输出电压输入到这两个端口上时，可以构成阈值电压为1.65V的低压检测电路。如果用电阻进行分压，还可以任意设定检测电压的大小。图2所示为其输出通/断开关电路，如果将内部比较器输出一侧的电源（VH端）连接到3～19V的任意电源上作为电平变换器使用，则可控制由功率MOSFET构成的输出开关。比较器的输出端Q1（8脚）与Q2（7脚）也可以以“线或”的形式互相连接在一起，其连接方式如图3所示。

SHDN引脚（12）：如果SHDN端为“低”，则REF输出与比较器将停止工作，且3.3V与5V输出也将关断，但VL端的输出仍会维持在5V，这时消耗电流为25μA。如果SHDN端为“高”，而ON3端及ON5端为“低”，则电路处于待机方式，3.3V与5V输出截止，但此时节VL输出，REF输出与比较器仍处于工作状态，其消耗电流为70μA。

2 外围电路的设计方法

图4所示是采用MAX786构成的具有3A输出电流的3.3V/5.0V DC-DC变换器，它同时带输出开关。该电路的主要指标如下：

●输入电压：6.5～30VDC；

●输出电压：5V与3.3V；

●输出电流：3A；

●工作频率：300kHz。

设计时，如果扼流圈 L1及L2的脉动电流（峰-峰）为最大输出电流的30%，则电感电流的峰值为输出电流的1.15倍。这样可以算出L1、L2的值分别为：L1≈10.9μH，L2≈15.4μH。如果使用10μH电感，在电感中流过的脉冲电流峰值ΔIL应为3.49A。

工作在额定电流时，如果在取样电阻Rcs上产生的电压为80mV，那么，Rcs应选用25mΩ。