構(gòu)成大功率反相-5V電源的降壓型穩(wěn)壓器的設(shè)計
發(fā)布時間:2007/8/23 0:00:00 訪問次數(shù):507
將降壓型開關(guān)轉(zhuǎn)換器IC配置成反相器,便可獲得一個高效大功率-5V電源,其輸出電流在輸入電壓為12V時高達(dá)4.5A,在輸入電壓為5V時為3.2A(圖1)。
圖1,只要把這一大功率直流/直流降壓型變換器接成反相器,你就可以在輸入電壓為12V時獲得4.5A的輸出電流和-5V輸出電壓,或者在輸入電壓為5V時獲得3.2A的輸出電流和-5V輸出電壓。
常見的反相電源用一個p溝道MOSFET進(jìn)行開關(guān)切換(圖2)。這種電路配置在輸出電流很小時能運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但在輸出電流超過2A左右時,其使用受到限制,這要視輸入、輸出電壓電平和你使用的MOSFET而定。如果將一個標(biāo)準(zhǔn)降壓電路與圖1所示電路進(jìn)行比較,你就會看到,圖1所示變換器的“輸出端”是接地的,而原來的接地端變成為-5V輸出端(圖3)。因為n溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻比同規(guī)格p溝道器件小,所以,采用n溝道MOSFET的電源一般能以較高的效率輸出較大的電流。然而,要使n溝道器件導(dǎo)通,就要求柵極電壓比源極電壓,亦即電源電壓高大約4V。
只要將大功率降壓變換器IC1重新配置成反相器,利用一種全n溝道器件設(shè)計,就可實現(xiàn)大電流輸出和高效率。當(dāng)輸入電壓為12.35V,輸出電壓為-5.02V,負(fù)載電流為4.7A時該電路的效率為90%;當(dāng)輸入電壓為4.56V,輸出電壓為-5.02V,負(fù)載電流為3.3A時,該電路的效率則為84%。只要改變R1和R2的阻值,就可方便地滿足-5.2V設(shè)備的要求。(電路輸出-5.2V電壓會使最大輸出電流有所降低。)輸入紋波電壓和輸出紋波電壓都直接與輸入電容和輸出電容的ESR(等效串聯(lián)阻抗)有關(guān),因此應(yīng)精心選擇這兩種電容。同所有的直流/直流變換器一樣,電路的布局是極其重要的。你可能會考慮使用Maxim公司的MAX1636評估套件(www.masim-ic.com)。這一套件包括一塊布局優(yōu)化的小型電路板以及MAX1636工作所需的所有元件。因為電路板的布局與圖1電路所需的布局近似,所以這一套可以作為本設(shè)計實例的一個初步布局指南。
轉(zhuǎn)自 電子設(shè)計技術(shù)
作者:Bruce Denmark,Maxim Integrated Products ,Sunnyval,CA
將降壓型開關(guān)轉(zhuǎn)換器IC配置成反相器,便可獲得一個高效大功率-5V電源,其輸出電流在輸入電壓為12V時高達(dá)4.5A,在輸入電壓為5V時為3.2A(圖1)。
圖1,只要把這一大功率直流/直流降壓型變換器接成反相器,你就可以在輸入電壓為12V時獲得4.5A的輸出電流和-5V輸出電壓,或者在輸入電壓為5V時獲得3.2A的輸出電流和-5V輸出電壓。
常見的反相電源用一個p溝道MOSFET進(jìn)行開關(guān)切換(圖2)。這種電路配置在輸出電流很小時能運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但在輸出電流超過2A左右時,其使用受到限制,這要視輸入、輸出電壓電平和你使用的MOSFET而定。如果將一個標(biāo)準(zhǔn)降壓電路與圖1所示電路進(jìn)行比較,你就會看到,圖1所示變換器的“輸出端”是接地的,而原來的接地端變成為-5V輸出端(圖3)。因為n溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻比同規(guī)格p溝道器件小,所以,采用n溝道MOSFET的電源一般能以較高的效率輸出較大的電流。然而,要使n溝道器件導(dǎo)通,就要求柵極電壓比源極電壓,亦即電源電壓高大約4V。
只要將大功率降壓變換器IC1重新配置成反相器,利用一種全n溝道器件設(shè)計,就可實現(xiàn)大電流輸出和高效率。當(dāng)輸入電壓為12.35V,輸出電壓為-5.02V,負(fù)載電流為4.7A時該電路的效率為90%;當(dāng)輸入電壓為4.56V,輸出電壓為-5.02V,負(fù)載電流為3.3A時,該電路的效率則為84%。只要改變R1和R2的阻值,就可方便地滿足-5.2V設(shè)備的要求。(電路輸出-5.2V電壓會使最大輸出電流有所降低。)輸入紋波電壓和輸出紋波電壓都直接與輸入電容和輸出電容的ESR(等效串聯(lián)阻抗)有關(guān),因此應(yīng)精心選擇這兩種電容。同所有的直流/直流變換器一樣,電路的布局是極其重要的。你可能會考慮使用Maxim公司的MAX1636評估套件(www.masim-ic.com)。這一套件包括一塊布局優(yōu)化的小型電路板以及MAX1636工作所需的所有元件。因為電路板的布局與圖1電路所需的布局近似,所以這一套可以作為本設(shè)計實例的一個初步布局指南。
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作者:Bruce Denmark,Maxim Integrated Products ,Sunnyval,CA
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