本應(yīng)用筆記可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員選擇正確的外部元件，與MAX16948雙路遠(yuǎn)端天線(xiàn)LDO/開(kāi)關(guān)配合使用，從而確保汽車(chē)調(diào)節(jié)幻象天線(xiàn)電源和輸出電流監(jiān)測(cè)電路滿(mǎn)足性能目標(biāo)。該器件提供電子計(jì)算器，有助于指定MAX16948的關(guān)鍵外部元件，從而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。該計(jì)算器還可確定器件的模擬輸出電壓、輸出限流門(mén)限和輸出電流檢測(cè)精度。該計(jì)算器包括新的自動(dòng)分步功能，可幫助設(shè)計(jì)人員選擇組件。要使用新的自動(dòng)功能，請(qǐng)單擊相對(duì)于所需部分的“分步”按鈕。

介紹

MAX16948為雙路高壓低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器（LDO）/開(kāi)關(guān)，具有輸出電流檢測(cè)功能。該器件通過(guò)同軸電纜向汽車(chē)系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程射頻 （RF） 低噪聲放大器 （LNA） 提供幻象電源，每通道最大電流為 300mA。MAX16948設(shè)計(jì)工作在4.5V至28V （45V負(fù)載容限）。

該器件提供 8.5V 的固定穩(wěn)壓輸出電壓或 1V 至 12V 的可調(diào)穩(wěn)壓輸出電壓 （LDO 模式）。該設(shè)備也可以配置為交換機(jī)（SW 模式）。

MAX16948監(jiān)測(cè)每個(gè)通道的負(fù)載電流，并提供兩個(gè)與檢測(cè)輸出電流成比例的模擬輸出電流（來(lái)自SENSE_1引腳）。精確的內(nèi)部可調(diào)電流限值可保護(hù)輸入電源免受過(guò)流和短路情況的影響。

該器件具有電池短路保護(hù)、反向電流檢測(cè)、輸入過(guò)壓和熱過(guò)載關(guān)斷功能，可在這些故障條件下鎖斷內(nèi)部 LDO/開(kāi)關(guān)。MAX16948包括兩個(gè)獨(dú)立的/、高電平有效、兼容高壓的關(guān)斷輸入（/SHDN_），用于將每個(gè)通道置于低功耗關(guān)斷模式，以及兩個(gè)低電平有效漏極開(kāi)路誤差輸出（/ERR_）。

MAX16948的外部元件

圖1所示為MAX16948的典型應(yīng)用電路。主要的外部組件及其功能如下：

R1和R2在器件處于LDO模式時(shí)設(shè)置穩(wěn)定的輸出電壓，輸出電壓可調(diào)。__

R林_設(shè)置電流限制閾值。

R意義確定ADC滿(mǎn)量程輸入電壓和輸出電流檢測(cè)精度。

圖1.MAX16948典型應(yīng)用電路

利用這些外部元件，用戶(hù)可以輕松配置MAX16948，使其正常工作。其他外部組件是必需的。下文將討論它們。

輸入電容器

從IN和GND連接一個(gè)并聯(lián)電解電容器和一個(gè)低ESR陶瓷電容器，以限制瞬時(shí)輸出短路條件下的輸入壓降，并保護(hù)器件免受IN線(xiàn)路電感引起的瞬變的影響。例如，如果輸入電感（包括任何雜散電感）估計(jì)為20μH，則至少使用一個(gè)0.1μF陶瓷電容器和一個(gè)至少一個(gè)10μF電解電容器。

當(dāng)MAX16948工作在接近輸出電壓的輸入電壓下時(shí)，如SW模式工作或LDO模式壓差，必須注意避免在發(fā)生短路對(duì)地故障時(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤的反向電流檢測(cè)。如果兩個(gè)通道都使能，并且一個(gè)通道在啟動(dòng)后短路至地，則從C汲取的電流在可能導(dǎo)致輸入電壓暫時(shí)下降，從而可能觸發(fā)反向電流檢測(cè)故障。這種錯(cuò)誤故障檢測(cè)的發(fā)生在低輸出電流（低于80mA）時(shí)更加突出。為避免這種誤觸發(fā)事件，請(qǐng)使用至少100μF的輸入電解電容。

LDO模式輸出電壓

在LDO模式下使用時(shí)，該器件可配置為為兩個(gè)通道中的每一個(gè)提供固定的8.5V輸出或可調(diào)的1V至12V輸出電壓。通過(guò)將FB_引腳連接到REG，輸出電壓可設(shè)置為8.5V。在這種模式下，由于不需要考慮外部電阻的容差，因此可以實(shí)現(xiàn)更高的輸出電壓精度。

如果需要不同的輸出電壓，請(qǐng)?jiān)贠UT_、FB_和GND之間連接電阻分壓器。 確定電阻分壓器值的公式如下所示。

圖2.MAX16948穩(wěn)壓幻象電源。

電阻R1和R2（圖2）設(shè)置MAX16948的輸出電壓。選擇 R2 標(biāo)準(zhǔn)電阻 （R2_(STD)），小于或等于1kΩ。使用以下公式計(jì)算最佳R1值：_

其中 VCB：是穩(wěn)壓中反饋引腳上的電壓（標(biāo)稱(chēng)值為1V）。

曾經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)電阻2 R1_(STD)），即已選擇盡可能接近R1，典型輸出電壓為：_

考慮電阻（RTOL），輸出電壓的最小值和最大值為：

和

其中VFB_（MIN）為0.97V，VFB_（最大值）為1.03V（輸出電流范圍為5mA至150mA）。R1_（最小值）、R1_（最大值）、R2_（最小值）和R2_（最大值）分別是R1_和R2_的最小值和最大值：

如果標(biāo)稱(chēng)輸出電壓與所需輸出電壓相差太遠(yuǎn)，則可以使用標(biāo)準(zhǔn)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)組合來(lái)獲得最佳電阻分壓器。

用戶(hù)可以通過(guò)在MAX16948計(jì)算器的相應(yīng)部分填寫(xiě)所需的輸出電壓（V_外_）、R2的標(biāo)準(zhǔn)值以及這些電阻的容差。計(jì)算器確定最佳R1值后，在正確的單元格中插入標(biāo)準(zhǔn)值以估計(jì)V__外_范圍限制。否則，單擊“逐步”按鈕以引導(dǎo)計(jì)算器的LDO模式輸出電壓部分。

在 OUT_ 和 GND 之間將 1μF > 1μF 與 0.1μF 低 ESR （< 900mΩ） 電容器并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓器穩(wěn)定性。這些電容器應(yīng)盡可能靠近設(shè)備放置。利用具有 X7R 電介質(zhì)的電容器，以確保在器件的工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性。

與輸入電容類(lèi)似，輸出電容可保護(hù)器件免受輸出中任何串聯(lián)電感引起的瞬變的影響。在任何情況下，OUT_的電壓都不應(yīng)低于-0.3V，如數(shù)據(jù)手冊(cè)的絕對(duì)最大額定值部分所示。如果預(yù)計(jì)瞬變會(huì)低于地電位，則需要肖特基二極管作為箝位，尤其是在PCB上存在負(fù)載之前的輸出電感時(shí)。所選肖特基二極管的正向電壓必須低于0.3V，正向電流等于限流閾值。

限流閾值

MAX16948在LIM_引腳電壓達(dá)到V時(shí)限制OUT_輸出電流林閾值 （典型值為 2.5V）。來(lái)自L(fǎng)IM_的電流與來(lái)自O(shè)UT_的負(fù)載電流成正比，該負(fù)載電流由一個(gè)稱(chēng)為電流檢測(cè)放大器（CSA）增益的因子組成。這樣，限流閾值I林_用 R 設(shè)置林_電阻器。

確定最佳 R林_使用以下等式的值：

其中ILIM_是所需的限流門(mén)限，VLIM（TYP）是LIM_引腳上的典型電壓門(mén)限，其中輸出電流受到限制（2.5V），A（TYP）是CSA增益的典型值（0.005mA/mA）。

選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻值 （RLIM_(STD)） 盡可能接近 R林_.那么典型的限流閾值為：

考慮到不相關(guān)的容差，最差情況下的限流閾值范圍介于以下兩個(gè)等式之間：

和

其中VLIM_（最小值）為2.375V，VLIM_（最大值）為2.625V;A（MIN） 為 0.00485mA/mA，A（MAX） 為 0.00515mA/mA（典型輸出電流為 100mA）;RLIM_（MIN）和RLIM_（MAX）是基于RTOL值的RLIM_的最小值和最大值。

如果限流閾值范圍不合適，則可以使用標(biāo)準(zhǔn)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)組合來(lái)獲得最佳范圍。

MAX16948計(jì)算器4通過(guò)選擇限流閾值范圍限值（ILIM_（TYP）、ILIM_（MIN）或ILIM_（MAX））來(lái)計(jì)算RLIM_的最佳值，從而幫助用戶(hù)選擇RLIM_電阻。這是通過(guò)選擇ILIM_（典型值）、ILIM_（最小值）或ILIM_（最大值）來(lái)完成的;相對(duì)限流閾值;以及對(duì)RLIM_的容忍度。計(jì)算器確定最佳RLIM_值后，在適當(dāng)?shù)碾姵刂胁迦霕?biāo)準(zhǔn)電阻值，以估計(jì)ILIM_范圍限值。否則，請(qǐng)單擊“逐步”按鈕以引導(dǎo)計(jì)算器的電流限制閾值部分。

一個(gè)0.1μF補(bǔ)償電容（CLIM_）必須與RLIM_并聯(lián)放置，以便在限流環(huán)路中建立主極點(diǎn)。這樣可以保持穩(wěn)定性，并防止快速電流瞬變過(guò)早觸發(fā)電流限制（圖 3）。

圖3.MAX16948輸出電流限值

ADC輸入范圍和輸出電流檢測(cè)精度

MAX16948通過(guò)CSA增益從OUT_引腳提供與負(fù)載電流成比例的電流。流過(guò) R 的電流意義_產(chǎn)生與輸出電流成比例的電壓。利用此功能，可以通過(guò)ADC對(duì)SENSE_引腳上的電壓進(jìn)行采樣來(lái)監(jiān)控輸出電流。

ADC 滿(mǎn)量程輸入電壓 （VADCFS_） 使用 R 設(shè)置意義_.

確定最佳 R意義_使用以下等式的值：

其中ILIM_(TYP) 是上一節(jié)中計(jì)算的典型限流閾值，A（典型）是CSA增益的典型值（0.005mA/mA）。

選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻值 （RSENSE_(STD)） 盡可能接近 R意義_.那么典型的ADC滿(mǎn)量程輸入電壓為：

考慮電阻（RTOL），ADC滿(mǎn)量程輸入電壓的最小值和最大值為：

和

其中VLIM_（最小值）為2.375V，VLIM_（最大值）為2.625V;RLIM_（MIN）和RLIM_（MAX）在上一節(jié)中計(jì)算;RSENSE_（MIN）和RSENSE_（MAX）是基于RTOL值的RSENSE_的最小值和最大值。

使用電子計(jì)算器5的輸出電流檢測(cè)部分，用戶(hù)可以在插入所需的ADC滿(mǎn)量程輸入電壓（VADCFS_）和RSENSE_容差后輕松確定RSENSE_值。計(jì)算器確定最佳RSENSE_值后，在相應(yīng)的單元格中插入標(biāo)準(zhǔn)值以估計(jì)VADCFS_范圍限制。否則，單擊“逐步”按鈕以引導(dǎo)計(jì)算器的輸出電流檢測(cè)部分。

但是，在使用本節(jié)之前，有必要在計(jì)算器的限流閾值部分中確定ILIM_范圍限制。

將一個(gè) 0.1μF 電容 （CSENSE） 與 RSENSE_ 并聯(lián)放置，以在 ADC 采樣周期內(nèi)保持電壓（圖 4）。

圖4.模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍。

一旦用ADC測(cè)量了SENSE_引腳上的電壓（VADC_），輸出電流可以通過(guò)以下公式估算：

由于 R意義_容差和參數(shù)分布在CSA增益上，估計(jì)輸出電流可以在以下兩個(gè)公式之間變化：

和

將CSA增益值替換為100mA的典型輸出電流：

最后，ADC進(jìn)行的電流測(cè)量精度為：

該參數(shù)也可以在計(jì)算器的輸出電流檢測(cè)部分的O.C.S.精度行中確定。

檢測(cè)開(kāi)路負(fù)載和過(guò)流情況

除ADC采樣外，還可利用外部比較器和分路R檢測(cè)負(fù)載開(kāi)路或過(guò)流情況意義_進(jìn)入電阻分壓器（R3、R4 和 R5）（圖 5）。___

圖5.負(fù)載開(kāi)路和過(guò)流檢測(cè)。

比較器的輸出（OC_和OL_）指示電路的工作狀態(tài)，如表1所示。

使用以下公式確定 R5 值：_

其中IOPEN-LOAD_ 是流過(guò) LDO/開(kāi)關(guān)的電流所需的開(kāi)路負(fù)載閾值 VOL_，TH是比較器U2的開(kāi)路負(fù)載電壓門(mén)限，A(TYP) 是CSA增益的典型值（0.005mA/mA）。計(jì)算出R5電阻值后，使用以下公式確定R4值：

其中IOVERCURRENT_，必須小于ILIM_(MIN)，是流過(guò)LDO/開(kāi)關(guān)的電流所需的過(guò)流閾值;VOC_，TH是比較器U1的過(guò)流電壓門(mén)限;和A(TYP) 是CSA增益的典型值（0.005mA/mA）。

最后，計(jì)算 R3：_

R3 = R_意義_- R4 - R5__

考慮R3、R4和R5標(biāo)準(zhǔn)電阻(RTOL),，負(fù)載開(kāi)路和過(guò)流閾值的最小值、典型值和最大值為：

其中 A（分鐘）為 0.00485mA/mA 和 A（最大）為0.00515mA/mA（典型輸出電流為100mA）;R4_(MIN), R4_(MAX), R5_(MIN), 和 R5_(MAX) 是基于 R4 和 R5 的RTOL。

用戶(hù)可以使用計(jì)算器的開(kāi)路負(fù)載和過(guò)流檢測(cè)部分確定R4、R5和R6的值。使用計(jì)算器確定R4、R5和R6的最佳值后，在適當(dāng)?shù)碾姵刂胁迦霕?biāo)準(zhǔn)電阻值，以估計(jì)IOPEN-LOAD_ h和 IOVERCURRENT_ 范圍限制。單擊“逐步”按鈕以引導(dǎo)計(jì)算器的“開(kāi)路負(fù)載和過(guò)流檢測(cè)”部分。

在使用計(jì)算器的開(kāi)路負(fù)載和過(guò)流檢測(cè)部分之前，有必要確定 R意義_輸出電流檢測(cè)部分中的值。

示例計(jì)算

對(duì)于這些示例計(jì)算，我們假設(shè)天線(xiàn)幻象電源應(yīng)用，其中電源輸入電壓為5V，典型負(fù)載電流為100mA，最大限流閾值為120mA，輸出電流由3.3V輸入范圍ADC監(jiān)控。

假設(shè)MAX16948的IN引腳直接連接到電池，器件必須配置為L(zhǎng)DO模式，以獲得5V的OUT_電壓。為此，必須確定由R1和R2組成的外部電阻分壓器的尺寸。為 R2 （R2____(STD）） 小于或等于 1kΩ 并計(jì)算 R1：_

R2_(STD) = 750Ω, RTOL = 1% (E96 Series)

從 E96 系列 中選擇標(biāo)準(zhǔn)R1_(STD)= 3010Ω），輸出電壓范圍為：

要獲得最大限流閾值（ILIM-(MAX)） 等于 120mA，RLIM_可以在重新排列后計(jì)算ILIM_(MAX) 方程：

從 E96 系列中選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻器 （RLIM-（STD） = 4530Ω），限流閾值范圍為：

當(dāng)ADC輸入范圍為3.3V時(shí)，計(jì)算最佳R意義_如下：

從 E96 系列中選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻器 （RSENSE_(STD）= 6040O， R托爾= 1%），ADC滿(mǎn)量程輸入電壓范圍為：

VADCFS_(TYP) = RSENSE_(STD) × ILIM_(TYP) × A(TYP) = 6040Ω × 110.375mA × 0.005 = 3.333V

VADCFS_(MIN) = RSENSE_(MIN) × ILIM_(MIN) × A(MIN) = 5979.6Ω × 100.794mA × 0.00485 = 3.104V

VADCFS_(MAX) = RSENSE_(MAX) × ILIM_(MAX) × A(MAX) = 6100.4Ω × 120.685mA × 0.00515 = 3.571V

輸出電流監(jiān)控的精度如下：