隔離轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)方法

     這里主要介紹一下-48~+5V的電源適配器隔離轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)方法用MAX5003設(shè)計(jì)具體的電源適配器時(shí),需已知4個(gè)參數(shù):輸人電壓?輸出電壓?負(fù)載電流和占空比?PwM控制器通過檢測(cè)輸入電壓與輸出電壓調(diào)整占空比,最終達(dá)到穩(wěn)壓的目的?

     電源控制器有兩種工作模式:連續(xù)工作模式和非連續(xù)工作模式?在非連續(xù)工作模式下,每個(gè)工作周期終止時(shí)電感上都沒有儲(chǔ)能,頻率響應(yīng)特性只有一階主極點(diǎn)和一個(gè)高頻零點(diǎn),該極點(diǎn)由負(fù)載電阻和輸出濾波電容確定,零點(diǎn)由輸出濾波電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)確定?這時(shí),在保持一個(gè)合理的快速環(huán)路響應(yīng)的同時(shí),系統(tǒng)能夠在很寬的工作條件下保持穩(wěn)定?

      連續(xù)工作模式下,在任何時(shí)候電感上均有儲(chǔ)能,電感?電容共同作用產(chǎn)生一對(duì)極點(diǎn),而且在頻率響應(yīng)曲線的右半部產(chǎn)生一零點(diǎn),這種響應(yīng)特性難以補(bǔ)償,這時(shí)系統(tǒng)只能做到有條件的穩(wěn)定?為避免設(shè)計(jì)困難,一般選擇非連續(xù)工作模式,此時(shí)需計(jì)算最小輸入電壓和最大負(fù)載下的變壓器原邊電感值并應(yīng)對(duì)最大占空比加以限制,MAX5003的占空比可由用戶加以控制,這恰好滿足非連續(xù)工作模式電源適配器設(shè)計(jì)的需求?

      MAX5003可廣泛應(yīng)用于電信設(shè)備和42V汽車電子儀表等?一個(gè)簡單的電信設(shè)備通常包括用于處理高速數(shù)據(jù)的接口板(如SMT1)?系統(tǒng)控制板及其他附加功能板,通常需要將-48V(輸入范圍為-42~-60V或-36~-76V)電壓轉(zhuǎn)換為5V/2A?3.3V/3A和1.8V/2A的電源適配器,利用MAX5003實(shí)現(xiàn)48~5V的非隔離轉(zhuǎn)換電路如圖7-22所示,利用MAX1627還可再將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V或更低(1.8V)?

      圖7-22是由MAX5003組成的48V~5V/1A非隔離電源適配器的電路原理圖,電路的設(shè)計(jì)步驟和外接元器件的選擇方法如下

      ①明確設(shè)計(jì)要求,確定設(shè)計(jì)參數(shù)?設(shè)計(jì)參數(shù)主要有以下5個(gè):輸人電壓V的變化范圍輸出電壓V??輸出負(fù)載電流l=?紋波Vp及建立時(shí)間T?圖7-22電路中的輸人電壓范圍為36V<V<72V,要求輸出電壓V=5V,輸出電流I=1A,紋波Vsm<50mV,建立時(shí)間T≈0.5ms?

     對(duì)于自由運(yùn)行模式,應(yīng)認(rèn)真選擇FREQ引腳的外接電阻R3;而在外同步模式,則需要確定外部時(shí)鐘頻率fclk。

    一般來講,使用較高的頻率意味著外接較小尺寸的變壓器,也可以提供較高的系統(tǒng)帶寬和更快的建立時(shí)間,這樣做的缺點(diǎn)是會(huì)損失一定的效率?本例中選擇的是自由運(yùn)行模式,且設(shè)定內(nèi)部振蕩頻率fsw=300kHz,以便減少變壓器尺寸?外部電阻R3的值可用下式算出:

R3=100kHzX 200k?/fsw=66.7 k?