詳解MAX25601A/B/C/D：同步升壓與降壓LED控制器的卓越之選

一、產(chǎn)品概述

MAX25601A/B/C/D是一款集成了同步升壓控制器和同步降壓LED控制器的芯片，其升壓控制器的輸入電壓范圍為4.5V至40V，非常適合汽車(chē)應(yīng)用，同時(shí)為后級(jí)的降壓LED控制器提供預(yù)升壓電源。它具有集成度高、寬輸入電壓范圍、可編程開(kāi)關(guān)頻率等特點(diǎn)，能有效降低高亮度LED驅(qū)動(dòng)器的物料清單（BOM）成本，節(jié)省空間。

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二、關(guān)鍵特性剖析

2.1 高集成度與寬范圍輸入輸出

• 集成優(yōu)勢(shì)：將升壓和降壓控制器集成在一起，大大減少了電路板空間，降低了成本。
• 寬輸入輸出電壓范圍：輸入電壓范圍為4.5V至40V，升壓輸出范圍可達(dá)65V，能適應(yīng)多種不同的電源和應(yīng)用場(chǎng)景。

2.2 可編程開(kāi)關(guān)頻率

開(kāi)關(guān)頻率可在200kHz至2.2MHz之間進(jìn)行編程，通過(guò)優(yōu)化開(kāi)關(guān)頻率可以選擇合適的外部組件，減小組件尺寸，提高效率。

2.3 高效同步整流

采用同步整流技術(shù)，能夠提供高效率和快速的瞬態(tài)響應(yīng)，減少能量損耗，提高系統(tǒng)性能。

2.4 寬調(diào)光比

支持模擬調(diào)光、PWM調(diào)光以及模擬電壓控制的PWM調(diào)光，調(diào)光比寬，可實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的亮度需求。

2.5 完善的保護(hù)功能與寬溫度范圍

具備短路、過(guò)壓和熱保護(hù)功能，工作溫度范圍為 -40°C至+125°C，能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

三、技術(shù)參數(shù)解讀

3.1 絕對(duì)最大額定值

不同型號(hào)的芯片在各引腳的電壓范圍有所不同，如MAX25601A、MAX25601B的IN、UVEN、INP、INN到AGND的電壓范圍為 -0.3V至+40V，而MAX25601C、MAX25601D為 -0.3V至+52V。超過(guò)這些額定值可能會(huì)對(duì)芯片造成永久性損壞。

3.2 電氣特性

涵蓋輸入電壓范圍、靜態(tài)電流、關(guān)斷電流、輸出電壓、過(guò)壓閾值等多項(xiàng)參數(shù)。例如，輸入電壓范圍因型號(hào)而異，MAX25601A/MAX25601B為5V至36V，MAX25601C/MAX25601D為5V至48V。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)電路時(shí)的重要依據(jù)。

3.3 典型工作特性

通過(guò)圖表展示了整體效率與LED電流、升壓效率與負(fù)載電流、升壓輸出電壓調(diào)節(jié)、線(xiàn)路調(diào)節(jié)等特性，幫助工程師直觀了解芯片在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。

四、引腳配置與功能

4.1 引腳配置

芯片有32引腳的SWTQFN和28引腳的TSSOP兩種封裝形式，不同封裝的引腳排列有所不同，但各引腳的功能基本一致。

4.2 引腳功能

• 電源相關(guān)引腳：IN為電源輸入引腳，VDRV為 +5V 穩(wěn)壓輸出和驅(qū)動(dòng)器電源引腳，UVEN可用于設(shè)置輸入欠壓閾值或作為使能輸入。
• 驅(qū)動(dòng)相關(guān)引腳：DH_和DL_為MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)引腳，BST_為高端MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)電源引腳。
• 調(diào)光相關(guān)引腳：REFI為模擬調(diào)光輸入引腳，PWMDIM為PWM調(diào)光輸入引腳，SHUNT_CTRL和SHUNT_DRV用于分流調(diào)光。
• 反饋與故障指示引腳：FB為升壓調(diào)節(jié)器的反饋輸入引腳，F(xiàn)LT為故障輸出指示引腳，報(bào)告升壓和降壓的故障情況。

五、功能模塊詳解

5.1 升壓控制器

5.1.1 峰值電流模式控制架構(gòu)

采用峰值電流模式控制，具有良好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和更簡(jiǎn)單的補(bǔ)償特性，同時(shí)具備可編程的內(nèi)部斜率補(bǔ)償，可防止高占空比下的次諧波振蕩。

5.1.2 開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置

開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)電阻或外部PWM信號(hào)設(shè)置，范圍為200kHz至2.2MHz。還支持?jǐn)U頻功能，可優(yōu)化電磁干擾（EMI）性能。

5.1.3 輸出電壓與過(guò)壓保護(hù)

升壓輸出電壓可通過(guò)FB引腳的電阻分壓器進(jìn)行編程設(shè)置，過(guò)壓保護(hù)閾值比調(diào)節(jié)電壓高20%，當(dāng)輸出電壓達(dá)到過(guò)壓閾值時(shí)，能及時(shí)保護(hù)芯片。

5.2 降壓控制器

5.2.1 平均電流模式控制架構(gòu)

采用平均電流模式控制方案，通過(guò)CSP和CSN引腳感測(cè)同步FET導(dǎo)通時(shí)的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電感電流的調(diào)節(jié)。

5.2.2 開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置

開(kāi)關(guān)頻率由外部電阻和電容決定，可在100kHz至1MHz范圍內(nèi)編程。

5.2.3 調(diào)光功能

支持模擬調(diào)光和PWM調(diào)光兩種方式。模擬調(diào)光通過(guò)REFI引腳電壓設(shè)置LED電流；PWM調(diào)光可通過(guò)PWMDIM引腳輸入PWM信號(hào)或模擬電壓實(shí)現(xiàn)，還可通過(guò)SHUNT_CTRL引腳控制外部短路FET實(shí)現(xiàn)更寬的調(diào)光范圍。

六、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

6.1 輸入欠壓與使能設(shè)置

通過(guò)UVEN引腳的電阻分壓器設(shè)置最小工作輸入電壓，選擇合適的電阻值可減小功率損耗。

6.2 升壓輸出電壓與功率計(jì)算

根據(jù)降壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓和功率要求確定升壓輸出電壓和功率，同時(shí)要考慮一定的電壓裕量，以應(yīng)對(duì)電壓瞬變和負(fù)載變化。

6.3 電感與電容選擇

• 電感選擇：根據(jù)輸入電壓、輸出電壓、開(kāi)關(guān)頻率和電感電流紋波等參數(shù)選擇合適的電感值和電流額定值。
• 電容選擇：輸入和輸出電容的選擇要考慮電容的耐壓、容值、等效串聯(lián)電阻（ESR）等參數(shù)，同時(shí)要注意陶瓷電容在不同電壓和溫度下的容值變化。

6.4 開(kāi)關(guān)MOSFET選擇

選擇耐壓和電流額定值合適的n溝道MOSFET，確保其在開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振蕩時(shí)能安全工作，同時(shí)要考慮MOSFET的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗。

6.5 PCB布局設(shè)計(jì)

PCB布局對(duì)開(kāi)關(guān)電源的性能至關(guān)重要，要注意減少高di/dt環(huán)路和高dv/dt表面的噪聲發(fā)射，合理安排功率組件和敏感模擬電路的位置，縮短高電流路徑，使用接地平面和多層板提高噪聲免疫力和散熱性能。

七、總結(jié)

MAX25601A/B/C/D同步升壓和同步降壓LED控制器以其豐富的功能、優(yōu)秀的性能和完善的保護(hù)機(jī)制，為汽車(chē)外部照明、商業(yè)和工業(yè)照明等領(lǐng)域提供了可靠的解決方案。工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理選擇芯片型號(hào)和外部組件，優(yōu)化PCB布局，以充分發(fā)揮芯片的性能優(yōu)勢(shì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些關(guān)于電源芯片的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流討論。