摘　要：討論了max1715在移動(dòng)通信平臺(tái)中的應(yīng)用方法，電路設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信平臺(tái)；雙路電源控制器；自動(dòng)脈寬跳變；強(qiáng)制pwm模式

　　引言

　　專用移動(dòng)通信平臺(tái)（especialmobileplatform），簡(jiǎn)稱emp，是專門為特殊用戶設(shè)計(jì)的，emp可以使這些用戶充分利用現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源來傳輸他們的業(yè)務(wù)，從而節(jié)省了重新建網(wǎng)的費(fèi)用和時(shí)間。emp要求體積小，重量輕，功耗小，供電靈活，適應(yīng)車載，具備“動(dòng)中通信”條件，能適應(yīng)部隊(duì)、武警、公安、交通等部門和行業(yè)的使用需求。在emp中常同時(shí)需要5v，3.3v，15v，以及可調(diào)的多路小功率直流電源以滿足數(shù)據(jù)，語音，傳真，短消息，全球定位等業(yè)務(wù)的需要。我們采用max1715設(shè)計(jì)了emp的供電電路很好地滿足了用戶的需求。

　　1　max1715的工作模式[1]

　　max1715中的maxim專有技術(shù)——快速pwm脈寬控制，是為寬輸入輸出電壓比，負(fù)載快速變化時(shí)保持工作頻率和電感工作點(diǎn)不變而設(shè)計(jì)的�？焖賞wm脈寬控制克服了電流模式控制中，固定頻率控制帶來的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)差的問題，并且克服了傳統(tǒng)的常開通時(shí)間和常關(guān)閉時(shí)間的大范圍變頻pwm控制帶來的問題。max1715還提供100ns常開通時(shí)間，從而在負(fù)載響應(yīng)時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定的開關(guān)頻率。

　　如圖1所示，快速pwm脈寬控制是一個(gè)偽固定頻率，具有電壓前饋控制的常開通時(shí)間電流模式控制。它依靠輸出濾波電容的esr做電流檢測(cè)電阻，輸出紋波電壓提供pwm坡度信號(hào)。控制算法比較簡(jiǎn)單：上面開關(guān)的開通時(shí)間只是由一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路來決定，該單穩(wěn)態(tài)電路的工作期和輸入電壓成反比，而和輸出電壓成正比。另外一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路設(shè)定最小的關(guān)斷時(shí)間（典型值是400ns）。如果誤差比較器輸出低，開通時(shí)間單穩(wěn)態(tài)電路被觸發(fā)。

　　max1715的pwm控制器具有自動(dòng)的脈寬跳變模式和強(qiáng)制pwm模式兩種工作模式。

　　11自動(dòng)的脈寬跳變模式

　　對(duì)于跳變模式（脈寬跳變控制端置低，見圖2），輕載時(shí)max1715自動(dòng)由pwm控制跳變到pfm控制，這種跳變由一個(gè)比較器來決定，在電感電流過零時(shí)，該比較器截?cái)嗔讼露碎_關(guān)的開通時(shí)間。這種控制方式使脈寬跳變到pfm運(yùn)行和脈寬不跳變的pwm運(yùn)行的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)于連續(xù)和不連續(xù)的電感電流轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)和蓄電池電壓的關(guān)系不大，對(duì)于7v到24v的蓄電池電壓，這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)基本保持不變。如果使用軟飽和電感，pwm到pfm的轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流更小。

　　因?yàn)檩p載時(shí)脈寬跳變，開關(guān)波形可能出現(xiàn)噪聲和不同步，但是效率高。要在pfm噪聲和效率間達(dá)到平衡就要改變電感值。通常，低電感值（假定線圈電阻保持恒定）在負(fù)載曲線中可以得到更寬的高效范圍；高電感值在重載時(shí)效率高（假設(shè)線圈電阻恒定）并且輸出紋波小。高電感值還意味著體積更大，和降低負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)（尤其是在低輸入電壓時(shí)）。

　　直流輸出的準(zhǔn)確性由跟蹤誤差的水平來決定，電感電流連續(xù)時(shí)要比不連續(xù)時(shí)對(duì)紋波的調(diào)整性要高50％。電感電流不連續(xù)時(shí)如果有斜坡補(bǔ)償，則直流電壓的調(diào)整率還可以提高1.5％。

　　1.2　強(qiáng)制pwm模式

　　在低噪聲的強(qiáng)制pwm模式時(shí)，控制下端開關(guān)開通時(shí)間的過零比較器不工作。這使下端開關(guān)的波形和上端開關(guān)的波形互補(bǔ)。因?yàn)椋琾wm環(huán)要保持占空比為vout/vin，所以，輕載時(shí)電感電流反向。強(qiáng)制pwm模式的好處是保持頻率為常數(shù)，壞處是空載時(shí)電池電流有10ma到40ma，這由外部mosfet決定。

　　強(qiáng)制pwm模式對(duì)提高負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，減小音頻噪聲很有好處，還能提高動(dòng)態(tài)輸出電壓調(diào)整時(shí)所需的吸收電流能力，提高多路輸出時(shí)的調(diào)整能力。

　　2　max1715的參數(shù)計(jì)算

　　我們?cè)O(shè)計(jì)的移動(dòng)通信平臺(tái)電路參數(shù)如下：

　　輸入電壓vin=8～14.5v；

　　輸出電壓vout1=3.3v，vout2=5v；

　　蓄電池5×1.2v=6v，容量為2.8a·h；

　　紋波系數(shù)lir=0.35；

　　負(fù)載電流3a；

　　開關(guān)頻率第一路345khz，第二路255khz；

　　mos管irf7313，導(dǎo)通電阻rds=0.032ω，最大導(dǎo)通電阻rds(max)=0.046ω，vdss=30v，crss=130pf。

　　在確定開關(guān)頻率和電感工作點(diǎn)（紋波比率）前，先確定輸入電壓范圍和最大負(fù)載電流。尖峰負(fù)載電流會(huì)對(duì)元器件的瞬態(tài)應(yīng)力和濾波要求產(chǎn)生影響，并因此決定了輸出電容選擇，電感飽和率和限流電路的設(shè)計(jì)。連續(xù)負(fù)載電流決定了溫度應(yīng)力，并因此決定了輸入電容及mosfet的選擇和其他要考慮熱效應(yīng)的器件的選擇。一般設(shè)計(jì)連續(xù)負(fù)載電流是尖峰負(fù)載電流的80％。

　　電感工作點(diǎn)也是效率和體積的折中，最小的最優(yōu)電感使電路工作在導(dǎo)通關(guān)鍵點(diǎn)的邊際（每個(gè)周期在最大負(fù)載電流時(shí)，電感電流剛好過零）。max1715的脈寬跳變算法在每個(gè)關(guān)鍵導(dǎo)通點(diǎn)啟動(dòng)跳變模式。所以，電感的運(yùn)行點(diǎn)也決定了pfm/pwm模式轉(zhuǎn)換的負(fù)載電流。最優(yōu)的點(diǎn)是20％到50％電感電流間，所以，我們?nèi)ir為0.35。

　　2.1　電感選擇

　　開關(guān)頻率和電感運(yùn)行點(diǎn)〔紋波(