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±15V或±12V输出开关电源具有宽输入电压范围

来源:analog 发布时间:2024-06-03

摘要: 开关模式电源提供±15V或±12V @ 0.5A输出,从4.5V到12V输入宽输入电压范围允许灵活地从稳压直流电压供电。

本应用说明中说明的开关模式电源电路从4.5V到12V输入提供±12V或±15V 0.5A输出。这种宽输入电压范围允许设备从稳压直流电压供电,甚至不稳定直流电压供电,例如廉价的交流“壁疣”降压变压器的整流输出。此设计可能优于Maxim的旧MAX742设计,MAX742需要更大的整体电路。

电源由MAX668升压电路或MAX1846反相电路组成。每个电路以300kHz的开关频率工作,平衡成本、尺寸和性能。电路限制最大开关电流,最终限制给定输入电压下的输出电流;然而,最大输出电流随着输入电压的增加而增加。

MAX668电路

图1说明了如何使用MAX668升压电路实现从4.5V到12V输入提供+15V 0.5A输出的开关模式电源。这个MAX668电路在最小的电路实现中增加了几个元件。C7增加一个极来补偿输出电容的esr -零。R5和C8滤波电流检测电压,以防止高频开关噪声过早跳闸电流限制。该功能是对MAX668内部60ns电流感消隐时间的补充。

通过改变R2电阻的值86.6k欧姆, MAX668的输出电压可以改变为+12V。这种变化将最小输入电压降低到大约10V。由于MAX668提供内部补偿,因此不需要对+12V输出进行其他更改。

当二次输出滤波器设置为开关频率的十分之一时,由于开关引起的输出纹波电压可以降低一个数量级。一个1欧姆, 0.5W电阻与一个小于100毫欧 ESR的10µF, 25V电容串联在一起,在0.5A负载下输出电压降低0.5V。反馈电压必须在到达MAX668的二级滤波器之前被检测,以保持稳定性。

MAX1846电路

图2使用MAX1846反相电路实现一个开关模式电源,从4.5V到12V的输入提供0.5A的-15V输出。该MAX1846电路还在最小电路实现中添加了一些元件。C20增加了一个极来补偿输出电容的esr -零,而R16和C22对电流检测电压进行滤波,以防止高频开关噪声跳闸到电流限制。该功能是对MAX1846内部100ns电流感消隐时间的补充。MAX1846 EXT引脚实现了可控制的转换速率,这有助于限制高频开关噪声。

通过将R13的值改为97.6k欧姆, R10的值改为91k欧姆,可以将MAX1846的输出电压改为-12V。最大输入电压不会降低,尽管占空比抖动在10V和12V输入之间增加。同样,由于开关引起的输出纹波电压可以使用上述MAX668电路中描述的相同二次滤波器降低一个数量级。与MAX668一样,MAX1846的反馈电压必须在到达二级滤波器之前被检测,以便电压逆变器正常工作。


图1所示。该图使用MAX668升压电路实现从4.5V到12V输入的+15V 0.5A输出。

表1。MAX668电路性能数据
V   (V)V(出)(V)效率
5.000.000715.110
5.001.59714.810.500.927
6.001.31814.850.500.939
8.000.98114.910.500.950
10.000.78114.960.500.958
11.000.70814.980.500.962
12.000.64815.010.500.965
4.471.80014.780.500.918
20 mhz BW
240 mv (p p)

4.462.55614.700.700.903
当前的限制

~ 0.71
表2。MAX668开关电源电路的物料清单(4.5V到10V输入,15V 0.5A输出)(12/23/05)
指定数量描述
C1110µF 25V X5R陶瓷电容器(1210)Taiyo Yuden TMK325BJ106MM
C210.22µF 25V陶瓷电容器(0805)Taiyo Yuden UMK212BJ224MG
C310.22µF 10V陶瓷电容器(0603)Taiyo Yuden EMK107BJ224MA
C411µF 10V X5R陶瓷电容器(0603)Taiyo Yuden LMK107BJ105MA
C51390µF 25V铝电解电容器三洋25MV390AX
C61390µF 25V铝电解电容器三洋25MV390AX
C712.2nF陶瓷电容器(0603)
C811nF陶瓷电容器(0603)
D113A 60V肖特基二极管日本EC31QS06
L1122µH 6A功率电感线圈DO5022P-223
N1130毫欧 30V n-ch MOSFET (SO-8) Fairchild FDS6612A
R110.033欧姆 0.5W 5%电阻(2012)
R21110k欧姆 1%电阻器(0603)
R3110.0k欧姆 1%电阻器(0603)
R41165k欧姆 1%电阻器(0603)
R51100欧姆 5%电阻器(0603)
U11MAX668EUB(10 -µ马克斯 )


图2。此图利用MAX1846反相电路实现从4.5V到12V输入的-15V 0.5A输出。

表3。MAX1846电路的性能数据
V   (V)V(出)(V)效率
5.000.0077-15.150
5.001.76-15.150.500.861
6.011.42-15.150.500.888
8.011.05-15.150.500.901
10.000.84-15.150.500.902
12.000.70-15.150.500.902
4.482.04-15.150.500.829
20 mhz BW
360 mv (p p)

4.483.63-15.150.800.745
当前的限制

~ 0.81
表4。MAX1846开关电源电路的物料清单:输入为4.5V至12V,输出为-15V,输出为0.5A
指定数量描述
C11
10.47µF陶瓷电容器(0603)
C12 C13
210µF 25V X5R陶瓷电容器(1210)Taiyo Yuden TMK325BJ106MM
C15
168nF陶瓷电容器(0603)
C16
147pF陶瓷电容器(0603)
C17
1390µF 25V铝电解电容器三洋25MV390AX
C18
11µF 25V X5R陶瓷电容(1206)
C19
10.1µF陶瓷电容器(0603)

12.2nF陶瓷电容器(0603)
C22
11nF陶瓷电容器(0603)
D2
15A 40V肖特基二极管中央半导体CMSH5-40
L2
133µH 5A电感线圈工艺DS5022P-333
P2
135毫欧 -30V p-ch MOSFET (SO-8) Fairchild FDS6685
R9机型
122k欧姆 5%电阻器(0603)
R10
1110k欧姆 5%电阻器(0603)
R11
1150k欧姆 5%电阻器(0603)
R12
10.02欧姆 1W 1%电阻(2512)戴尔WSL-2512-R020-F
R13
1121k欧姆 1%电阻器(0603)
R14
110.0k欧姆 1%电阻器(0603)
R16
1100欧姆 5%电阻器(0603)
U2
1MAX1846EUB(10 -µMAX)



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