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          基于MAX5060的帶無損電流檢測的大電流電源設計

          作者: 時間:2012-03-30 來源:網(wǎng)絡 收藏

          摘要:本參考設計提供了一個利用電流模式、降壓型電源控制器實現(xiàn)應用中的無損設計方案。設計采用電感的等效串聯(lián)電阻(DCR)進行,可以省去檢流電阻的功耗。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/194177.htm

          概述

          目前,大多數(shù)數(shù)據(jù)處理單元需要從電源消耗更大的電流,以滿足更高的處理速度。這些應用中,無損以及地電位偏差對于精確控制輸出電壓、輸出電流非常關(guān)鍵。

          PWM降壓電源控制器利用平均電流模式控制技術(shù)跟蹤負載電流,器件采用差分檢測技術(shù)精確控制輸出電壓。本參考設計中利用電感的等效串聯(lián)電阻(DCR)檢測電流,省去了檢流電阻的功耗。

          本參考設計提供了一個(30A)電源設計方案,具有較高的系統(tǒng)效率和良好的負載調(diào)節(jié),以下給出了完整的電路原理圖、材料清單(BOM)、效率測量及測試結(jié)果。

          規(guī)格與設計步驟

          參考設計能夠達到以下技術(shù)指標。
          輸入電壓:12V ±10%
          輸出電壓:1.5V
          輸出電流:30A
          輸出紋波:±15mV
          輸入紋波:±250mV
          效率:> 88%,負載為滿負荷的一半(15A)
          開關(guān)頻率:275kHz
          電路板外形尺寸:5cm × 3.3cm

          參考設計原理圖如圖1所示,元件清單如表1所示,設計中采用降壓配置。

          圖1. MAX5060降壓轉(zhuǎn)換器原理圖(FSW = 275kHz)
          詳細圖片(PDF, 100kB)
          圖1. MAX5060降壓轉(zhuǎn)換器原理圖(FSW = 275kHz)

          表1. 元件清單

          DesignatorDescriptionCommentFootprintManufacturerQuantityValue
          C1, C20CapacitorGRM1555C1H101JZ01D402Murata2100pF
          C2CapacitorGRM155R71E223KA61D402Murata122nF
          C3CapacitorGRM155R71H682KA88D402Murata16.8nF
          C4CapacitorGRM1555C1H470JZ01D402Murata147pF
          C5CapacitorGRM155R61A224KE19D402Murata10.22µF
          C6, C12CapacitorGRM155R61A474KE15D402Murata20.47µF
          C7, C8, C9, C18CapacitorGRM188R71A105KA61D402Murata41µF
          C10, C11CapacitorGRM32ER71C226KE18L1210Murata222µF/16V
          C13, C14CapacitorGRM32ER60J107ME20L1210Murata1100µF/6.3V
          D1Schottky DiodeCMHSH5-2LSOD123Central Semiconductor120V, 500mA Schottky
          D2Schottky DiodeUPS835LE3POWERMITE3Microsemi135V, 8A Schottky Rectifier
          LInductorT5060 (0.6µH)T5060_Falco_InductorFalco10.6µH
          R1ResistorRes1402Multisource11.7kΩ
          R3, R16ResistorRes1402Multisource212.7kΩ
          R4, R21ResistorRes1402Multisource24.99kΩ
          R5, R20ResistorRes1402Multisource2100kΩ
          R6ResistorRes1402Multisource1226kΩ
          R7ResistorRes1402Multisource1Open
          R8, R19ResistorRes1402Multisource210kΩ
          R9ResistorRes1402Multisource10
          R10ResistorRes1402Multisource15.6kΩ
          R11ResistorRes1402Multisource1
          R12ResistorRes1402Multisource12.2Ω
          R13, R22ResistorRes1402Multisource2715Ω
          R14ResistorRes1402Multisource11.82Ω
          R15, R18ResistorRes1402Multisource222Ω
          R17ResistorRes1402Multisource18.45kΩ
          U1PWM ControllerMAX506028-TQFN-EPMaxim1

          效率曲線

          圖2給出了參考設計的效率與負載電流的關(guān)系曲線,圖3給出了負載調(diào)節(jié)參數(shù)曲線。

          圖2. 負載電流與轉(zhuǎn)換器效率的關(guān)系曲線,VIN = 12V。
          圖2. 負載電流與轉(zhuǎn)換器效率的關(guān)系曲線,VIN = 12V。

          圖3. 負載電流與轉(zhuǎn)換器輸出電壓的關(guān)系曲線,VIN = 12V。
          圖3. 負載電流與轉(zhuǎn)換器輸出電壓的關(guān)系曲線,VIN = 12V。


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