效率的重要性日益提高，面對能源價格不斷上漲以及對全球變暖的日益關注，設計高效率“綠色”電路將有效降低運行成本以及對環(huán)境的影響。

在注重成本的應用中，普遍選用LDO穩(wěn)壓器從3.3V輸入產(chǎn)生1.5V/3A輸出。由于LDO需要耗散很大功率(5.4W)，必須選擇TO220或D2PAC封裝。為降低功耗，在低端服務器設計中開始用開關調(diào)節(jié)器取代LDO穩(wěn)壓器。然而，現(xiàn)有的LDO設計電路板空間非常有限，多數(shù)情況下，這個空間對于一個完整的開關調(diào)節(jié)來說過于擁擠。例如，兩個1206 陶瓷電容和D2PAC封裝的LDO穩(wěn)壓器占用面積約為18mm x 14mm。要將一個開關調(diào)節(jié)器裝配到這么小的面積內(nèi)非常困難，特別是在需要外部MOSFET的情況下。

MAX8505是一款高效率、PWM降壓型開關調(diào)節(jié)器，內(nèi)置高邊MOSFET和低邊MOSFET，采用16引腳、QSOP封裝(5mm x 6.5mm)。1MHz的開關頻率允許輸入濾波器和輸出濾波器使用小尺寸電感和陶瓷電容，占位面積極小。圖1所示是完整的MAX8505應用電路。MAX8505可接受5V或3.3V輸入，并提供1.5V/3A輸出。典型瞬態(tài)電流峰值為5.6A。主要的電路元件能夠安裝在16mm x 14mm面積內(nèi)，甚至可以獲得比LDO穩(wěn)壓器占位面積更小的方案。器件的總功耗僅為0.67W，與LDO相比可保留幾乎的5W功率。表1提供了0.9V、1.5V、2.0V及2.5V輸出時對應的反饋電阻值。


圖1. MAX8505內(nèi)置開關的降壓調(diào)節(jié)器

表1. 特殊電壓下的反饋電阻

VOUT	R3	R2
0.9V	10kΩ	1.24kΩ
1.5V	10kΩ	8.66kΩ
2.0V	10kΩ	15kΩ
2.5V	10.5kΩ	22.1kΩ

圖2所示為MAX8505 PCB布局圖的頂層，右側(cè)是D2PAC封裝器件，以供參考。PCB頂層包含大量元件：MAX8505、L1、C1、C2和C4。7個額外的小型(0603封裝)元件放置在板子的底層，這些元件放置不是很重要。


圖2. MAX8505開關調(diào)節(jié)器的圖片，右側(cè)為D2PAC封裝器件，用于比較。

表2列出了LM317、MAX8505和外置MOSFET的典型控制器在功耗、占位面積和外部元件數(shù)量方面的比較。MAX8505需要最小的電路板面積，并提供最高的效率。階躍負載瞬態(tài)響應如圖3所示。輸出紋波電壓小于10mV，請參見圖4。表3給出了MAX8505的材料清單。

表2. LM317 LDO、MAX8505和外置MOSFET典型控制器IC的比較情況

Parameters	LDO (LM317)	MAX8505	Typical Controller IC
Efficiency (%)	45.5	87	76
Power Dissipation (W)	5.4	0.67	1.42W
Total Components	5	12	11*
Area (mm x mm)	18 x 14, Single Side	16 x 14, Double Side	–
Conditions: 3.3V to 1.5V at 3A, design for adjustable output
* 11 components are needed to achieve less than 10mV output ripple voltage.

圖3. 階躍負載瞬態(tài)響應：由0.5A躍變至2A, 然后返回到0.5A


圖4. Lx開關波形和輸出紋波電壓

表3. MAX8505材料清單

Designation	QTY	Description	Part Number
C1	1	Input capacitor, 1206	10μF/6.3V
C2	1	Output capacitor, 1210	47μF/6.3V
C3	1	Decoupling capacitor, 0603	0.1μF/6.3V
C4	1	Snubber capacitor, 0603	3300pF/50V
C5	1	Compensation capacitor, 0603	220pF/50V
C6	1	Decoupling capacitor, 0603	0.22μF/6.3V
R1	1	Compensation resistor, 0603	51.1kΩ, 1%
R2	1	Voltage set resistor, 0603	See Table 1
R3	1	Voltage set resistor, 0603	See Table 1
L1	1	2.2μF/7A SMD inductor, 6.3mm x 6.2mm x 2.5mm	Toko
D1	1	Small signal diode	1N4148 or CMDSH-3
IC1	1	3A internal switch regulator	MAX8505