全陶瓷电容设计的降压/反相型3A、+/-5V电源

2011-05-27 23:24:22来源: 互联网
摘要:MAX8538双路同步buck控制器能够提供3A的+5V、-5V输出。利用一个控制器作为同步整流降压(buck)转换,而另一个通过变压器输出负压。电路支持软启动和软关断。

这里提供的1MHz、全陶瓷电容设计方案采用MAX8538双同步buck控制器提供+5V和-5V电源,并具有软启动、软关断功能。控制器配置为同步buck转换,提供+5V @ 3A输出,第二个buck控制器配置为反激转换,通过1:1变压器提供-5V @ 3A输出。

增益为-1/2的运算放大器MAX4400控制负电压输出。MAX8538的内部5V VL线性稳压器为运算放大器提供偏置。增益为-1/2的运算放大器输出限定在此范围内,并在误差放大器的共模限制范围内。

Buck转换器控制增益为:Vout / Vin = 占空比。1:1反激转换器控制增益为:Vout / Vin = 占空比 / (1 - 占空比),随着占空比的增大而增大。对于1:1反激转换器,占空比 = Vout / (Vin + Vout) = 5V / (10.8V + 5V) = 0.317。这样,附加控制增益 = 1 / (1 - 0.317) = 1.464。附加控制增益是影响3类补偿网络设计的一个因素,使单位增益频率降低了1.464倍。运算放大放反相增益通过调节R23补偿,不会影响补偿网络的其它电路。

MAX837电压检测提供欠压闭锁功能。当输入电压Vin大于9.2V时,MAX8538开启。R31引入75mV的正反馈(滞回),可以避免噪声干扰,在较低的Vin摆率下能够提供干净的软启动、软关断过程。注意,由于反激转换器的变压器工作在非连续电流状态下,-5V软关断与+5V波形的对称性取决于-5V电源的负载。另外,-5V侧由于电流不连续,需要连接比+5V输出电容更大的输出滤波电容。

图1.
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图1.

表1.
Vin Iin V1 I1 V2 I2 Efficiency
12.00 0.044 5.083 0 -5.043 0  
10.77 3.41 5.078 3 -5.038 3 0.826
12.00 3.06 5.080 3 -5.040 3 0.827
13.23 2.79 5.080 3 -5.040 3 0.823
    20mVpp ripple in 20MHz BW   25mVpp ripple in 20MHz BW    

表2. 10.8V至13.2V输入,-5V @ 3A、5V @ 3A输出电路的材料清单9/30/03
Designation QTY Description
C2,C4 3 10uF 16V X5R ceramic capacitor (1210) Taiyo Yuden EMK325BJ106MN
C5,C6,C7,C10, C41 5 0.1uF ceramic capacitor (0603)
C12,C30 7 100uF 6V Y5U ceramic capacitor (1210) Taiyo Yuden JMK325E107MM
C13 1 4.7uF 6V X5R ceramic capacitor (0805) Taiyo Yuden JMK212BJ475MG
C14 1 1uF 25V X5R ceramic capacitor (1206) Taiyo Yuden TMK316BJ105ML
C15 1 1uF 6V X5R ceramic capacitor (0603)Taiyo Yuden JMK107BJ105MA
C17 1 3.3nF ceramic capacitor (0603)
C18,C20 2 5pF ceramic capacitor (0603)
C19 1 560pF ceramic capacitor (0603)
C21 1 1.5nF ceramic capacitor (0603)
C22 1 220pF ceramic capacitor (0603)
C23,C24 2 33nF ceramic capacitor (0603)
C40 1 680pF ceramic capacitor (0603)
C42 1 1.2nF ceramic capacitor (0603)
C43 1 470pF ceramic capacitor (0603)
D1,D2 2 100mA 30V Schottky diode (SOD-323) Central Semi CMDSH-3
D3 1 5A 40V Schottky diode Central Semi CMSH5-40
L1 1 2.2uH 10A Power Inductor Delta THA104-2R2
L2 1 2.2uH 14.4A Dual Power Inductor Pulse P0395
N1,N5,N9 3 30V 13mΩ N-ch MOSFET (SO-8) International Rectifier IRF7821
N3,N7 2 30V 30mΩ N-ch MOSFET (SO-8) Fairchild FDS6612A
R2 1 511 Ω 1% resistor (0603)
R3 1 681 Ω 1% resistor (0603)
R7 1 2.2 Ω 5% resistor (0603)
R8 1 4.7 Ω 5% resistor (0603)
R9,R24 2 20.0k Ω 1% resistor (0603)
R10,R15 2 53.6k Ω 1% resistor (0603)
R11 1 51k Ω 5% resistor (0603)
R12 1 1.5k Ω 5% resistor (0603)
R13 1 4.3k Ω 5% resistor (0603)
R14 1 43k Ω 5% resistor (0603)
R16,R25 2 10.0k Ω 1% resistor (0603)
R22 1 5.1Ω 0.125W 5% resistor (1206)
R23 1 24.9k Ω 1% resistor (0603)
R26 1 3.3 Ω 0.25W 5% resistor (1210)
R27 1 18 Ω 5% resistor (0603)
R28 1 33 Ω 5% resistor (0603)
R29 1 10.0k Ω 1% resistor (0603)
R30 1 1.50k Ω 1% resistor (0603)
R31 1 100k Ω 1% resistor (0603)
U1 1 MAX8538EEI (28-QSOP)
U2 1 MAX4400AXK (5-SC70)
U3 1 MAX837EUS (4-SOT143)

关键字:电容

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0527/article_9220.html
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