隨著電子電路集成度及工藝的提高，電子元器件不僅體積設(shè)計得越來越小，連性能也變得越來越強。電源管理領(lǐng)域的芯片也不例外，將外圍的場效應(yīng)管、二極管、電容電阻等元器件及一些保護電路集成到芯片里。就比如本文即將介紹的MAX17502，是一款由ADI公司推出的高效可調(diào)降壓穩(wěn)壓芯片，被廣泛應(yīng)用于各種電源管理應(yīng)用中。

技術(shù)型授權(quán)代理商Excelpoint世健在儲能市場及相關(guān)電源管理領(lǐng)域深耕多年，對市場一直保持著敏銳的洞察力，并且與ADI緊密協(xié)作，共同為廣大電子工程師提供強力的支持。本文邀請了21IC資深工程師對世健提供的MAX17502板子進行詳細評測，揭示其性能和特點，希望能為電子工程師和愛好者提供較為全面的參考。

DC-DC原理架構(gòu)

開關(guān)電源是一種高頻電能轉(zhuǎn)換裝置，主要利用開關(guān)器件（MOSFET/晶體管），通過周期性控制開關(guān)器件的開關(guān)，實現(xiàn)對輸入電壓的脈沖調(diào)制，實現(xiàn)電壓變換、自動穩(wěn)壓功能。DCDC轉(zhuǎn)換器是輸入、輸出電壓類型均為直流的一種開關(guān)電源；是一種在直流電路中將一個電壓值的電能轉(zhuǎn)換成另一個電壓值的電能轉(zhuǎn)換裝置。

舉個例子，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將一個5.0V直流電壓轉(zhuǎn)換成1.5V或者12.0V直流電壓。

DC-DC轉(zhuǎn)換器類型分為：Buck降壓型、Boost升壓型、Buck-boost降壓升壓型。

Buck電路示意圖

Boost電路示意圖

Buck-Boost電路示意圖

MAX17502 EVM介紹

MAX17502是一款集成了功率MOSFET的降壓穩(wěn)壓器，具有廣輸入電壓范圍（6.5V至60V）、高效的轉(zhuǎn)換能力（最高96%的效率）以及可調(diào)輸出電壓的特點，是典型的Buck降壓型開關(guān)電路集成IC。這使得它適用于多種應(yīng)用，包括工業(yè)自動化、汽車電子、通信設(shè)備等領(lǐng)域。更值得一提的是，由于高集成度和高效設(shè)計，MAX17502 的尺寸極?。?0引腳TDFN封裝僅3mm×2mm 和14引腳TSSOP封裝僅5mm×4.4mm），因此特別適合在空間有限的應(yīng)用中使用。

板子正面元器件比較少，很符合DC-DC外圍電路的特點，電容濾波及電感激勵電路等，官方很用心地引出測試座子供用戶方便測試，也預(yù)留了NC元器件方便客戶擴展測試。

板子背面較簡潔，就一個電感，主要用來濾除干擾信號，保證輸入電源穩(wěn)定。

上圖為板子的原理圖，方便用戶參考設(shè)計，同時也給出Layout簡圖，方便用戶參考布局（相關(guān)文檔可以在ADI官網(wǎng)下載）。

基礎(chǔ)功能測試

在使用福祿克萬用表對輸出電壓進行測試時，可以看到輸出電壓為4.99V，能達到額定5V輸出。

這里使用IT6722直流電源對其供電，在60V直流輸入下，MAX17502依然能輸出5V，寬電壓輸入能力十分強大。

改為6.49V輸入，依然能有正常5V輸出（未接負載情況）。

直到輸入電壓降到6.3V以下，輸出才會截止。

性能測試

效率與電源范圍

MAX17502在廣泛的輸入電壓范圍內(nèi)，能夠保持高效率。在標稱輸入電壓（24V）下，實測效率超過90%；并且在輸入電壓較低（6.5V）和較高（60V）時，效率也依然維持在較高水平。

這里采用IT6722直流穩(wěn)壓電源，配合IT8514C+電子負載對MAX17502進行效率測試。

測評者手上沒有儀器自動測電源效率的功能，故選擇用多點測試的方法進行效率測試。

測出來的實際值與官方手冊有細微差異，但這主要由于儀器的精度差異，輸入電流只精確到后兩位，比較影響計算的結(jié)果，實際大體曲線跟手冊一致，即MAX17502在寬電壓（6.5V-60V）并在不同負載電流下都能保持80%以上的轉(zhuǎn)換效率，在電流100mA左右效率達到最高90%以上的轉(zhuǎn)換效率。

溫度特性

通過長時間運行測試，MAX17502在各種負載條件下能夠有效控制芯片溫度。其內(nèi)部過溫度保護機制確保芯片在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，為系統(tǒng)提供可靠的電源。

采用FLIR TG165熱成像儀對MAX17502進行測溫，長時間滿載工作之后，可以看到芯片表面問題僅為30.6攝氏度，手摸也無燙感，說明散熱性能相當(dāng)不錯。

穩(wěn)定性和紋波

MAX17502在不同負載下表現(xiàn)出色，輸出電壓穩(wěn)定性高，紋波較小。這對于對電源質(zhì)量有較高要求的應(yīng)用非常重要，如精密儀器和傳感器。

測量電源紋波需要盡可能縮短回路才能提高測試的準確度，故這里采用示波器接地彈簧進行測試，降低環(huán)路電感，保證較好的幅頻特性同時也降低電磁輻射的引入。

紋波測試結(jié)果在15.2mV以內(nèi)，證明其性能很優(yōu)秀。

上下電響應(yīng)測試

從以上兩張圖可以看到，5V輸出能在上電瞬間達到穩(wěn)態(tài)及下電瞬間關(guān)斷輸出。

負載瞬態(tài)響應(yīng)測試

這里使用電子負載做了負載0A瞬間切換到500mA的測試，可以看到，Vout在切換瞬間電壓被拉低大概100mV，響應(yīng)時間大約50us，輸出穩(wěn)定性性能卓越。繼續(xù)嘗試測試從500mA到0A，無法捕獲到電壓波動，或許跟負載類型是感性還是容性有關(guān)系。

激勵信號頻率測試

測量功率電感L3兩端電壓，可以看到頻率在600K左右，符合Datasheet上講述600K固定開關(guān)頻率。

安全功能

報警功能

MAX17502帶有輸出使能/欠壓鎖定引腳(EN/UVLO)，允許用戶在輸入電壓達到相應(yīng)要求時開啟器件，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。

外部同步功能

MAX17502支持外部同步，開漏RESET引腳為系統(tǒng)提供電源就緒指示信號，方便在多芯片系統(tǒng)中實現(xiàn)協(xié)同工作。

過流保護功能

器件具有可靠的過流保護機制，在過載和輸出短路條件下有效保護器件。高邊開關(guān)電流超過1.6A (典型值)時，逐周期峰值限流斷開高邊MOSFET。

總結(jié)

經(jīng)過實際上手測試，ADI的MAX17502是一款性能很強的DC-DC管理芯片，適合寬電壓供電的多種應(yīng)用，包括工業(yè)自動化、汽車電子、通信設(shè)備等多個領(lǐng)域。

關(guān)于世健

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