基于MAX668/MAX669的升壓型DC/DC變換器的設計

摘要：對μMAX封裝的升壓型PWM控制器MAX668/MAX669的使用特點進行了分析，給出了升壓型DC/DC變換器外圍電路的設計方法和過程。

關鍵詞：PWM控制器；MAX668/MAX669；DC/DC變換器

1引言

MAX668/MAX669是固定頻率的工作于電流模式的PWM控制器，功率可超出20W且可調，效率可達90％。寬范圍的輸入電壓（1.8～28V）使其可接受多種電源輸入，具有可調節的頻率范圍（100～500kHz）、可外同步運行等特點，使其對外接元件的尺寸和成本的優化更為方便，可以實現對于敏感頻率和開關諧波的隔離。兩種器件同時具有數控軟啟動功能、邏輯控制的停機模式、用戶設置的峰值電流以及輸出容量12mA的5V線性穩壓器等。其封裝形式為十分靈巧的10引腳μMAX封裝。這些優點使MAX668/MAX669可以廣泛應用于無繩電話、手提電腦等許多電子設備中。

2管腳功能和使用特點

其封裝形式如圖1所示。

各管腳功能如下：

腳1LDO5V的芯片調壓器輸出，該調壓器為內部的所有電路供電，包括EXT門極驅動，通過1個1μF的陶瓷電容器與接地端連接；

腳2FREQ振蕩頻率設定的輸入端，通過1個電阻ROSC連接FREQ與接地端，設定頻率fOSC=5×1010/ROSC，頻率為100～500kHz可調，當SYNC/SHDN利用外部時鐘時同樣使用該電阻；

腳3GND邏輯地；

腳4REF125V的參考輸出，通過022μF的電容與接地端連接，可以有50μA的電流；

腳5FB反饋輸入，其閾值為125V；

腳6CS＋電流傳感器的正輸入端，在CS＋與PGND之間接電流傳感器電阻RCS；

腳7PGNDEXT門極驅動和電流檢測負向輸入端；

腳8EXT外部MOSFET門極驅動輸出；

腳9VCC電源輸入到腳1調壓器，VCC可以接受28V的電壓，由一個01μF陶瓷電容與接地端連接；

腳10SYNC/SHDN停機控制和同步輸入，有三種控制模式：當該管腳為低電平時，停機；當為高電平

圖1MAX668/MAX669的封裝形式

圖2升壓型DC/DC變換器

時，由腳2設置的振蕩頻率運行；當外同步運行時，由時鐘設置運行頻率，轉換周期起始于輸入時鐘的上升沿。

MAX668與MAX669的不同之處是可以運行于自舉或非自舉兩種狀態，輸入電壓在3～28V，VCC可以連接到輸入、輸出或其它電壓源。在自舉時，輸出不高于28V，在非自舉時，輸出可高于28V并可調。MAX669輸入電壓在1.8～28V之間。必須連接成自舉狀態，輸出電壓不高于28V，因為MAX669沒有欠壓封鎖功能，當LDO低于25V時，在開環下以50％的占空比啟動振蕩器驅動EXT，當LDO高于25V時，運行在閉環狀態下。

SYNC/SHDN提供外同步運行和關機控制。當SYNC/SHDN為低電平時，芯片關機；當SYNC/SHDN為高電平時，則芯片通過ROSC確定運行頻率，

ROSC=5×1010/fOSC（Ω）。當芯片為外部同步運行時，時鐘信號的上升沿為SYNC/SHDN的輸入，當同步信號丟失時，若SYNC/SHDN為高電平，內部振蕩器將在最后一個周期起作用，頻率仍由ROSC確定；當利用外部時鐘時，若不能滿足15mV的電流檢測器閾值，則將切換為閑置模式，即閑置模式只發生在輕載時，此時，ROSC將被設置為低于同步時鐘頻率15％的頻率，即ROSC（SYNC）=5×1010/（0.85×fSYNC）（Ω）

MAX668/MAX669具有軟啟動功能，而且不需外部電容器。當芯片加電時，或者退出欠壓鎖定時會出現軟啟動。MAX669只有LDO的電壓達到25V時，才會開始軟啟動。

3DC/DC變換器的設計

以升壓型DC/DC變換器的設計為例，對其設計過程進行說明。變換器電路如圖2所示。

3.1設置運行頻率

頻率的確定主要考慮如下因素

1）噪聲因素，運行頻率必須設置高于或低于特定的頻段；

2）高頻率允許使用小容量的電感器和電容器；

3）高頻將使芯片和FET器件消耗較大的能量，降低系統效率；而小容量的電感和電容器具有較小的等效電阻值，在一定程度上能彌補效率的降低。 當利用內部頻率時，ROSC（SYNC）=5×1010/fOSC（Ω）；當利用外部時鐘時，ROSC（SYNC）=5×1010/（0.85×fSYNC）（Ω）。

32設置輸出電壓

輸出電壓由電阻R2和R3確定，首先在10kΩ和1MΩ之間選定R3，則R2為R2=R3（1）

式中：VREF為125V。

33確定電感值

根據芯片內部設置的動態補償得出的電感量優化值為

LID=VOUT/(4×IOUT×fOSC)（2）

當計算的電感值不是標準值時，可以在較大的±30％容差范圍內選擇標準值，當取值小于計算值時，電感電流的峰卜逯ILPP將變大，需使用大的輸出濾波電容，以滿足紋波要求。當取值高于計算值時，需要增大相同比例的濾波電容器。因為其高頻損耗較高，推薦應用鐵氧體鐵芯，不要使用鐵粉芯。