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【MAX17502实测】一颗小芯片满足低压到高压全场景的高效能电源体验

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巧克力娃娃|  楼主 | 2024-3-12 10:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
【MAX17502实测】一颗小芯片满足低压到高压全场景的高效能电源体验
随着电子电路集成度及工艺的提高,电子元器件不仅体积设计得越来越小,连性能也变得越来越强。电源管理领域的芯片也不例外,将外围的场效应管、二极管、电容电阻等元器件及一些保护电路集成到芯片里。就比如本文即将介绍的MAX17502,是一款由ADI公司推出的高效可调降压稳压芯片,被广泛应用于各种电源管理应用中。技术型授权代理商Excelpoint世健在储能市场及相关电源管理领域深耕多年,对市场一直保持着敏锐的洞察力,并且与ADI紧密协作,共同为广大电子工程师提供强力的支持。本文将对世健提供的MAX17502板子进行详细评测,揭示其性能和特点,希望能为电子工程师和爱好者提供较为全面的参考。

一、DC-DC原理架构
开关电源是一种高频电能转换装置,主要利用开关器件(MOSFET/晶体管),通过周期性控制开关器件的开关,实现对输入电压的脉冲调制,实现电压变换、自动稳压功能。DCDC转换器是输入、输出电压类型均为直流的一种开关电源;是一种在直流电路中将一个电压值的电能转换成另一个电压值的电能转换装置。
举个例子,DC-DC转换器可以将一个5.0V直流电压转换成1.5V或者12.0V直流电压。
DC-DC转换器类型分为:Buck降压型、Boost升压型、Buck-boost降压升压型。
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Buck电路示意图
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Boost电路示意图
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Buck-Boost电路示意图
二、MAX17502 EVM介绍
MAX17502是一款集成了功率MOSFET的降压稳压器,具有广输入电压范围(6.5V至60V)、高效的转换能力(最高96%的效率)以及可调输出电压的特点,是典型的Buck降压型开关电路集成IC。这使得它适用于多种应用,包括工业自动化、汽车电子、通信设备等领域。更值得一提的是,由于高集成度和高效设计,MAX17502 的尺寸极小(10引脚TDFN封装仅3mm×2mm 和14引脚TSSOP封装仅5mm×4.4mm),因此特别适合在空间有限的应用中使用。
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板子正面元器件比较少,很符合DC-DC外围电路的特点,电容滤波及电感激励电路等,官方很用心地引出测试座子供用户方便测试,也预留了NC元器件方便客户扩展测试。
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板子背面较简洁,就一个电感,主要用来滤除干扰信号,保证输入电源稳定。
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上图为板子的原理图,方便用户参考设计,同时也给出Layout简图,方便用户参考布局(相关文档可以在ADI官网下载)。
基础功能测试
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在使用福禄克万用表对输出电压进行测试时,可以看到输出电压为4.99V,能达到额定5V输出。
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这里使用IT6722直流电源对其供电,在60V直流输入下,MAX17502依然能输出5V,宽电压输入能力十分强大。
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改为6.49V输入,依然能有正常5V输出(未接负载情况)。
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直到输入电压降到6.3V以下,输出才会截止。

三、性能测试

1. 效率与电源范围
MAX17502在广泛的输入电压范围内,能够保持高效率。在标称输入电压(24V)下,实测效率超过90%;并且在输入电压较低(6.5V)和较高(60V)时,效率也依然维持在较高水平。
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这里采用IT6722直流稳压电源,配合IT8514C+电子负载对MAX17502进行效率测试。
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小编手上没有仪器自动测电源效率的功能,故选择用多点测试的方法进行效率测试。
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测出来的实际值与官方手册有细微差异,但这主要由于仪器的精度差异,输入电流只精确到后两位,比较影响计算的结果,实际大体曲线跟手册一致,即MAX17502在宽电压(6.5V-60V)并在不同负载电流下都能保持80%以上的转换效率,在电流100mA左右效率达到最高90%以上的转换效率。

2. 温度特性
通过长时间运行测试,MAX17502在各种负载条件下能够有效控制芯片温度。其内部过温度保护机制确保芯片在高温环境下稳定工作,为系统提供可靠的电源。
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采用FLIR TG165热成像仪对MAX17502进行测温,长时间满载工作之后,可以看到芯片表面问题仅为30.6摄氏度,手摸也无烫感,说明散热性能相当不错。

3. 稳定性和纹波
MAX17502在不同负载下表现出色,输出电压稳定性高,纹波较小。这对于对电源质量有较高要求的应用非常重要,如精密仪器和传感器。
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测量电源纹波需要尽可能缩短回路才能提高测试的准确度,故这里采用示波器接地弹簧进行测试,降低环路电感,保证较好的幅频特性同时也降低电磁辐射的引入。
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纹波测试结果在15.2mV以内,证明其性能很优秀。

4. 上下电响应测试
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从以上两张图可以看到,5V输出能在上电瞬间达到稳态及下电瞬间关断输出。

5. 负载瞬态响应测试
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这里使用电子负载做了负载0A瞬间切换到500mA的测试,可以看到,Vout在切换瞬间电压被拉低大概100mV,响应时间大约50us,输出稳定性性能卓越。小编继续尝试测试从500mA到0A,无法捕获到电压波动,或许跟负载类型是感性还是容性有关系。

6. 激励信号频率测试
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测量功率电感L3两端电压,可以看到频率在600K左右,符合Datasheet上讲述600K固定开关频率。

五、安全功能

1. 报警功能
MAX17502带有输出使能/欠压锁定引脚(EN/UVLO),允许用户在输入电压达到相应要求时开启器件,增加系统稳定性。
2. 外部同步功能
MAX17502支持外部同步,开漏RESET引脚为系统提供电源就绪指示信号,方便在多芯片系统中实现协同工作。
3. 过流保护功能
器件具有可靠的过流保护机制,在过载和输出短路条件下有效保护器件。高边开关电流超过1.6A (典型值)时,逐周期峰值限流断开高边MOSFET。

六、总结
经过实际上手测试,ADI的MAX17502是一款性能很强的DC-DC管理芯片,适合宽电压供电的多种应用,包括工业自动化、汽车电子、通信设备等多个领域。最后,再次感谢Excelpoint世健提供了本次MAX17502GTEVKITE demo板的测试机会。

本文作者:Maverick

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相关帖子

巧克力娃娃|  楼主 | 2024-3-12 10:52 | 显示全部楼层
本文测试的评估板由 世健(Excelpoint)提供,本文作者来自21ic网友“Maverick”

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孤独的单行者| | 2024-3-12 15:15 | 显示全部楼层
这个在世健公众号看到了

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lulugl| | 2024-3-12 18:04 | 显示全部楼层
孤独的单行者 发表于 2024-3-12 15:15
这个在世健公众号看到了

DC-DC转换器类型分为:Buck降压型、Boost升压型、Buck-boost降压升压型。
MAX17502是一款集成了功率MOSFET的降压稳压器,具有广输入电压范围(6.5V至60V)、高效的转换能力(最高96%的效率)以及可调输出电压的特点,是典型的Buck降压型开关电路集成IC。
MAX17502 的尺寸极小(10引脚TDFN封装仅3mm×2mm 和14引脚TSSOP封装仅5mm×4.4mm),因此特别适合在空间有限的应用中使用。
经过实际上手测试,ADI的MAX17502是一款性能很强的DC-DC管理芯片,适合宽电压供电的多种应用,包括工业自动化、汽车电子、通信设备等多个领域。最后,再次感谢Excelpoint世健提供了本次MAX17502GTEVKITE demo板的测试机会。
第一次了解到有这么优秀的电源芯片,有机会多接触一下。
更多操作

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suncat0504| | 2024-3-12 18:17 | 显示全部楼层
看了MAX17502的介绍和测试,感叹现在的半导体技术真是越来越厉害了,以前那种转换的线路复杂、模块体积大,现在这么小小的一个MAX17502就实现了宽输入电压范围、高转换率、低发热、稳定性好、具有过流保护的功能,确实了不起。看楼主的检测手段和检测工具,也是很佩服。

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飞天鸣人| | 2024-3-12 18:25 | 显示全部楼层
看测量结果这款ADI的MAX17502确实是不错!不知道上下电响应测试中具体的响应时间是多少呢?

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dyx8899| | 2024-3-12 20:19 | 显示全部楼层
MAX17502支不支持括流应用,看介绍超过1.6A就处于保护状态了。
宽电压适应是最大的优势!!!!
用来改造摩托机车稳压器应该是个不错的选择。

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zxw1126| | 2024-3-12 21:01 | 显示全部楼层
ADI的MAX17502是一款性能很强的DC-DC管理芯片,适合宽电压供电的多种应用,包括工业自动化、汽车电子、通信设备等多个领域

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王栋春| | 2024-3-12 22:39 | 显示全部楼层
刚看了这篇有关介绍和实测之ADI的MAX17502,发现的确是一款性能很强的DC-DC管理芯片,其工作电压范围着实非常宽,完全可以用在矿山井下监控系统当中,改天实际使用感觉一下。

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zps136631| | 2024-3-13 10:04 | 显示全部楼层
看了MAX17502的介绍和测试,小小的一个MAX17502就实现了宽输入电压范围、高转换率、低发热、稳定性好、具有过流保护的功能,功能齐全,应用场景广。

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xionghaoyun| | 2024-3-13 10:33 | 显示全部楼层
芯片空载测试不错 但要加负载瞬间状态会跌到多少

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137017878| | 2024-3-13 11:03 | 显示全部楼层
ADI出品的芯片性能确实很好,就是不知道价格是多少了,性能指标都可以达到同类型比较高的,芯片尺寸再小也差不多了,外围还是电容电阻较多,电感的尺寸也比较大,还是想看看整个解决方案的尺寸能做到多小,不同功率等级能有不同的demo测试就更好了,可以更好地评估温升和所需散热空间。

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meiyaolei| | 2024-3-13 18:39 | 显示全部楼层
MAX17502是一款集成了功率MOSFET的Buck降压型开关电路集成IC,具有宽输入电压范围(6.5V至60V)、高效转换能力(最高96%的效率)以及可调输出电压的特点。其尺寸极小,适合在空间有限的应用中使用,如工业自动化、汽车电子、通信设备等领域。经过实际测试,MAX17502表现出色,具有低发热、稳定性好、过流保护等功能,是一款性能很强的DC-DC管理芯片。感谢Excelpoint世健提供MAX17502GTEVKITE demo板的测试机会,期待未来有更多机会接触和了解这款优秀的电源芯片。

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yinxiangxv| | 2024-3-14 12:28 | 显示全部楼层
看完了,但是有一个问题:
使用电子负载做了负载0A瞬间切换到500mA的测试,可以看到,Vout在切换瞬间电压被拉低大概100mV,响应时间大约50us,输出稳定性性能卓越。为什么?
网上查了一下:
在使用电子负载从0A瞬间切换到500mA进行测试时,输出电压Vout被拉低大约100mV的原因通常是由于电源或者电源线路的内阻和负载切换时产生的瞬态响应。

1. **内阻影响**:所有的电源都有一定的内阻,当从无负载切换到有负载时,电流的增加导致内阻上的电压降增大(根据欧姆定律V=IR),从而导致整个系统的输出电压下降。

2. **瞬态响应**:电源在遇到负载突然变化时,会有一个瞬态过程,在这个瞬态过程中,电源的调节机制(如反馈环路)需要一定的时间来调整其输出,以恢复到设定电压。这个响应时间在此案例中为大约50us。

3. **电压降补偿不足**:某些电源具备负载调节功能,用以补偿电流变化带来的电压降,但是在瞬态切换时,这种补偿有可能跟不上负载的快速变化,从而导致了短暂的电压下降。

4. **输出电容充放电**:电源包含的输出电容在负载突然增加时需要迅速放电,以维持输出电压,但在这一过程中,电容电压可能会暂时下降。

5. **PCB布线和接触电阻**:负载切换时,PCB布线的电感效应和接触电阻也可能导致输出电压的瞬时下降。

6. **负载瞬变抑制能力**:一些电源设计包含特定的电路来处理负载瞬变,如通过增大输出电容,提高反馈速率,使用更好的负载调节技术等。如果这些设计不够理想,电源在负载瞬变时可能难以迅速作出反应,从而导致输出电压下降。

综上所述,Vout被拉低的原因是多方面的,但主要归因于电源的内阻作用以及电源调节机制在瞬态负载变化时的瞬时响应能力。在设计电源时,电子工程师会尝试通过各种设计和调整来最小化这种瞬时电压跌落,并提高整体的输出稳定性。

由于经验不足,如果有大佬看到,还请提示一下

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木野臻| | 2024-3-14 14:36 | 显示全部楼层
MAX17502高效率,高电压,同步降压型的DC-DC转换器,超宽输入操作,低阻抗、输出电压稳定性高,纹波较小。这对于对电源质量有较高要求的应用非常重要,如精密仪器和传感器。这种高性能的芯片,在电磁抗扰辐射发射等场景中能稳定工作。

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1258065543| | 2024-3-14 17:16 | 显示全部楼层
很实用

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咕咕呱呱孤寡| | 2024-3-14 17:32 | 显示全部楼层
MAX17502简直是宝藏设计呀,但从高温度下也能高效率稳定运行这一点让我眼前一亮,在稳压芯片方面,我们产品中使用的稳压芯片在运行时测量温度能达到50℃以上,从MAX17502长时间运行时还能有效控制温度,使其在30℃上下浮动这一设计点就让我觉得这款芯片很赞,其实就是电压控制输出的高效率来看,其稳压效率能达到80%以上,提供的电压范围也很广,应用领域众多,有机会想体验一下该款芯片的不一样的性能

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lvyunhua| | 2024-3-17 08:32 | 显示全部楼层
通过学习知道MAX17502芯片是一款宽电压输入芯片,输入范围从6.5V到60V,效率很高,适合很多应用场景,该芯片是降压稳压芯片,我想了解ADI下有没有高效率输出的升压稳压芯片,并且给出各种情况下测量的输入电压,输入电流,输入功率,输出电压,输出电流,输出功率以及效率这些数据呢?

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zjsyjbb| | 2024-3-18 12:52 | 显示全部楼层
楼主分析得还是挺全面的,各方面都讲到了,最好有实际运用的产品分析就更完美了。

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mymyhope| | 2024-3-18 22:32 | 显示全部楼层
《MAX17502实测》这篇文章详细介绍和测试了五菱缤果PLUS所使用的MAX17502芯片。这款芯片是一款高效的降压稳压芯片,具有广泛的输入电压范围(6.5V至60V),高效的转换能力(最高达96%的效率),以及可调输出电压的特点。它适用于多种应用场景,包括工业自动化、汽车电子、通信设备等。经过实际测试,该芯片表现出色,具有低发热、稳定性好、过流保护等功能,是一款性能强大的DC-DC管理芯片。
此外,文章还讨论了DC-DC转换器的原理架构,包括其不同类型,如Buck降压型、Boost升压型、Buck-boost降压升压型。这些类型展示了DC-DC转换器在不同应用中的灵活性和多样性。
这篇文章为读者提供了关于MAX17502芯片的详细信息,包括其技术规格、应用场景和实际性能表现。对于电子工程师和爱好者来说,这是一篇非常有价值的参考资料

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