用MAX1606设计高效率升压电源

　　数字万用表类便携式仪表的工作电流都很小，因内部电路都要求用较高的电压供电，因此，一般都采用9V叠层电池供电。但叠层电池的能量价格比很低，且不易买到，不仅给使用者提高了使用成本，同时还带来不便。本文介绍一种用电流控制型升压开关稳压电源集成电路MAX1606设计制作的高效率升压电源电路，用两节5号干电池或两节1.2V的充电电池供电，输出电压可升高到9V。供用户改造用叠层电池供电的便携式仪表，或生产厂家将用叠层电池供电的便携式仪表设计成用两节5号干电池或两节1.2V的充电电池供电，以提高这类便携式仪表的性能，降低使用成本，方便用户。

　　MAX1606简介

　　MAX1606是Maxim公司生产的电流控制型升压开关稳压电源专用集成电路，采用超小型扁平双列8脚封装，外围电路简单。用其设计制作的升压开关稳压电源体积小、效率高，特别适合于便携式仪表使用。MAX1606是低功耗CMOS型集成电路，内部电路结构方框图如图1所示。

图1

　　各引脚功能如下：1脚BATT为外接电源电压输入端，接电源正极，输入电压范围0.8～5.5V，极限电压为6V，内部接PMOS电源开关控制管，在关闭状态下漏电流约为0.1μA；2脚FB为反馈电压输入端，内部接误差放大器的同相输入端，反向输入端的基准电压是1.25V；3脚Vcc为开关稳压电源脉宽调制器的电源电压输入端，PWM的工作频率是500kHz，工作电压范围为2.4～5.5V，极限电压为6V，正常工作电流约为160μA，在关闭状态下漏电流约为0.1μA；4脚GND为接地端；5脚LX内接NMOS主开关管漏极，外接升压电感，开关管的最大允许电流为0.5A，极限电压为30V；6脚LIM为开关管最大工作电流限制设置输入端，接Vcc时，开关管最大限制电流为500mA，悬空时，开关管最大限制电流为250mA，接地时，开关管最大限制电流为125mA；7脚SHDN为开关电源启/停控制端，高电平开启，低电平关闭，在关闭状态下电路的耗电可忽略不计；8脚SW为升压电感外接端，在工作状态相当于直接与1脚相连。

　　典型应用电路

　　MAX1606的典型应用电路如图2所示。C1、C2采用超小型高频低损耗电解电容。L为高频小型电感器，电感量为10～100μH。如L的电感量大，可减小输出电压的纹波，同时电源的效率也略有提高。D最好选用正向压降小、开关特性好的肖特基二极管。如果负载的工作电流很小（如数字万用表的工作电流为3～5mA），也可采用开关二极管（如1N4148），只是电源的效率略有降低。输出电压Vo＝1.25（1＋R1/R2），改变R1与R2的比值可调节输出电压的大小。

图2

　　设计电路板时应使各元件的连线尽可能短，为防止开关稳压电源的高频电磁辐射对A/D转换器产生干扰，电源部分可加屏蔽罩，并且远离A/D转换器。

　　对于采用电池供电的便携式仪表，考虑到电池供电电压的不稳定性，都允许有较宽的电压波动范围。如数字万用表的标称供电电压为9V，实际供电电压在7.5V以上时就可保证其测量精度。由于MAX1606具有稳压功能，对标称供电电压为9V的数字万用表，只要将升压开关稳压电源的输出电压设计为8V就可以了，可延长电池的使用时间。

　　MAX1606内部脉宽调制器的电源电压Vcc的范围是2.4～5.5V，若Vin使用3节1.2V的充电电池，可做成充电式交、直两用的便携式仪表。如果用干电池供电，要用3节干电池串联。对于数字万用表来说，如果使用3节5号干电池，由于仪表本身体积的限制，只能用7号电池，其经济性与9V层叠电池相比优势不大。如果使用2节5号干电池供电，则电压降到2.4V以下时电路将自动关闭，电池的能量不能全部使用。因此，该电路不适宜采用2节干电池供电。

　　MAX1606的改进应用电路

　　MAX1606的改进应用电路如图3所示，该电路可采用两节干电池供电。电路中的D2、C3构成开机瞬间Vcc的升压电路，利用集成电路内部的电源启/停控制端功能，当K拨在下端时，SHDN＝0，电源关闭，C3被充电到Vc3≈Vin－0.6V，此时电路的耗电量可忽略不计；当K拨在上端的瞬间，Vcc＝Vin＋Vc3，同时SHDN＝1，电路启动，启动后由Vout对Vcc端供电，供电电压约为4.4V。

图3

　　由于C3的升压作用，即使Vin降低到1.6V，在启动瞬间Vcc端的电压可达到2.6V，电路仍能正常启动。因此，电源电路的有效输入电压Vin的下限可降低到1.6V。两节5号干电池或两节1.2V的充电电池的能量可全部得到释放，提高了电池能量的利用率。同时使电源电路可采用两节5号干电池或两节1.2V的充电电池供电。

　　实验测试与数据分析

实验时用DT980D数字万用表测试电池的放电时间。从DT980D数字万用表的低电压驱动电路，引出驱动信号到报警电路，当万用表的工作电压降到7.5V，万用表显示低电压指示符时报警器