低壓電源供電的DC-DC轉(zhuǎn)換器MAX761及其應(yīng)用

摘要：MAX761是美國MAXIM公司生產(chǎn)的高效DC-DC轉(zhuǎn)換器，它具有獨(dú)特的限流脈沖頻率調(diào)制功能，可直接驅(qū)動(dòng)MOSFET，文中介紹了低壓電源供電的DC-DC轉(zhuǎn)換器MAX761的主要特性及兩種典型應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：DC-DC轉(zhuǎn)換器 脈沖頻率調(diào)制 共柵-共源 MAX761

1.概述

MAX761是美國MAXIM公司生產(chǎn)的DCDC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器在很寬的負(fù)載電流范圍內(nèi)都可以提供很高的效率，其負(fù)載電流最大可達(dá)150mA，并具有獨(dú)特的限流脈沖頻率調(diào)制功能，在脈沖寬度調(diào)制轉(zhuǎn)換器的供給電流小于110μA時(shí)，對(duì)于各種負(fù)載狀態(tài)均可獲得很高的效率。

MAX761的輸入電壓范圍為2~16.5V，輸出電壓為12V。內(nèi)置1A的MOSFET，應(yīng)用時(shí)只需較低的能量。由于其轉(zhuǎn)換頻率可以高達(dá)300kHz，因此在作為轉(zhuǎn)換器應(yīng)用時(shí)只需在表面安裝小型磁性元件即可。

MAX761的主要特性如下：

●可提供12V/150mA的輸出；

●最大供給電流小于110μA；

●最大靜態(tài)電流為5μA；

●輸入電壓范圍：2~16.5V；

●具有12V或可調(diào)輸出；

●可進(jìn)行限流脈沖頻率調(diào)制，在各種負(fù)載狀態(tài)下，能提供86%的傳輸效率；

●轉(zhuǎn)換頻率為300kHz；

●內(nèi)置1A的N溝道MOSFET管；

●含有LBI/LBO低電池比較器。

2.MAX761的管腳排列及功能

MAX761的管腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下：

LBO：低電池輸出端。在LBI端電壓低于1.5V時(shí)，其開路輸出降低；LBO端不用時(shí)，可通過上拉電阻連接到V+端；

LBI：內(nèi)置低電池比較器的輸入端。如果不用?？芍苯舆B接到GND或V+端；

FB：穩(wěn)定輸出的反饋輸入端。用于自調(diào)節(jié)輸出時(shí)，可將FB端與GND連接起來；不是自調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)在V+、FB和GND端連接一分壓電阻；

SHDN：邏輯電平輸入端。在關(guān)斷模式下，內(nèi)置轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開，輸出電壓等于V+減去二極管的導(dǎo)通壓降。一般情況下，SHDN端與GND端連在一起；

REF：1.5V基準(zhǔn)電壓輸出端；

GND：接地端；

LX：內(nèi)置的MOSFET驅(qū)動(dòng)端；

V+：信號(hào)輸入端。

3.典型應(yīng)用

3.1 低成本的升/降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

圖2所示是一個(gè)低成本的升/降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，其輸入電壓可以高出或低于穩(wěn)壓輸出。由于MAX761內(nèi)部含有一個(gè)比較器，通?？捎米麟姵厍穳簷z測(cè)，利用該比較器可控制一只PNP型三極管，以構(gòu)成一個(gè)線性穩(wěn)壓器。MAX761將VIN（最小2V）提升致電VX，VX值由跳線器JU1決定，2~3連接時(shí)選擇內(nèi)部反饋，而2~1聯(lián)接時(shí)選擇外部反饋R1和R2，此時(shí)VX=1.5（R1+R2）/R2。VX被設(shè)定在1~2V，此值超出了所期望的輸出電壓，線性穩(wěn)壓器T將VX降低到由R3和R4設(shè)定的輸出值VOUT。其值為：

VOUT=1.5(R3+R4)/R4

這里要求VX>VOUT。當(dāng)VIN>VX時(shí)，開關(guān)轉(zhuǎn)換器將停止工作，由線性降壓器單獨(dú)控制VOUT。C6用于降低輸出紋波。本電路具有很寬的輸入、輸出范圍，它的輸出電流可達(dá)500mA.

3.2 無需變壓器的高壓輸出共棚一共源電路

由于MAX761內(nèi)置一個(gè)1A、1Ω的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，它的最大耐壓值為17V。為了獲得較高的輸出電壓，通常采用一個(gè)變壓器或自耦變壓器。這種做法的缺點(diǎn)是變壓器體積較大，而且比普通電感更難購買。另外，它們還會(huì)引起不需要的電感耦合，這將降低電路的效率。更糟糕的是，在采用變壓器的方案中，電路還需要一個(gè)具有高反向耐壓的二極管，而這種二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，因此限制了轉(zhuǎn)換器的工作頻率。所以，在采用變壓器的設(shè)計(jì)方案中不行不選用體積較大的外圍器件。

圖3所示為無變壓器的DC-DC轉(zhuǎn)換電路，該電路在電感和芯片的引腳之間串接了一個(gè)高耐壓的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，從而形成一個(gè)共棚一共源電路。場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連在+12V輸入端，給高頻信號(hào)提供一條對(duì)地通路。二極管用于保護(hù)LX免受正向尖峰沖擊。MAX761在每個(gè)開關(guān)周期的開始將能量從輸入電源傳遞到L2。68μH的電感大約在6.8μs內(nèi)自動(dòng)充電終止，此時(shí)，充電電流達(dá)到1A。電感隨后在低于500ns的時(shí)間內(nèi)將其儲(chǔ)存的能量釋放給輸出電容。圖3所示電路在滿載和125kHz的開關(guān)頻率下，所需的外圍器件比相應(yīng)的變壓器電路要少得多。