摘要: MAX77812是一款四相、大电流、降压(降压)转换器,适用于高端游戏机、VR/AR耳机、数码单反相机、无人机、网络交换机和路由器以及使用多核处理器的FPGA系统。MAX77812的最大输出电压为每个寄存器设置1.525V。然而,输出电压可以增加到2.7V与外部电阻分压器。本文档提供了一个公式,用于确定给定输出电压的外部电阻值,并解释了实际考虑因素。
MAX77812通过I(2)C接口支持0.25V至1.525V的5mV步进可编程输出电压。对于某些应用,需要高于1.525V的输出电压。通过增加外部分压器网络,MAX77812支持更高的输出电压。
降压变换器通过将感测输出电压(V(SNSxP))与内部基准电压进行比较,将输出电压调节到目标值。如果V(SNSxP)低于实际输出电压V(OUTx),则V(OUTx)将高于I(2)C接口设置的标称输出电压。
如图1所示,外部分压器网络由反馈电阻(R(FB1)和R(FB2))和前馈电容(C(FF))组成。电阻在遥测输入端(SNSxP)将V(OUTx)划分为较低的V(SNSxP):
SNSxP的内部感测电阻为R(SNS)。然后将电压V(SNSxP)与由输出电压设置寄存器(Mx_VOUT[7:0])设置的内部参考值进行比较。因此,实际输出电压与标称输出电压的关系为:
通过调节Mx_VOUT[7:0]可获得高于1.525V的输出电压,分压比为:
图1所示 外部分压器网络。
R(FB1)和R(FB2)的选择必须保证输出调节的准确性,并使这些电阻的功率损耗最小。R(FB2)的抗性要明显小于R(SNS)才占优势。由于R(SNS)的阻值约为350kO,因此推荐R(FB2)的阻值约为51.1kO。为了尽量减小实际输出电压和标称输出电压之间的差异,Mx_VOUT[7:0]选择尽可能接近1.525V。一旦R(FB2)和Mx_VOUT[7:0]固定,就可以根据式(2)选择R(FB1)。输出电压的精度高度依赖于分压比的精度,因此R(FB1)和R(FB2)推荐使用±1%或更好的电阻。
外部分压器网络创建一个额外的极和零在(R(FB2) ||R(SNS)≈R(FB2))简化计算:
为了保持回路的稳定性,建议C(FF)的值在几十皮卡左右,由R(FB1)和R(FB2)的值决定。
表1显示了一些常用输出电压的值选择建议示例。
V (OUTx) (V) | R (FB1) (k ?) | R (FB2) (k ?) | C (FF) (pF) | Mx_VOUT [7:0] | 最大负载电流(带0.22µH电感) |
1.8 | 9.09 | 51.1 | One hundred. | 0xF9 = 1.495V | 4.0A at V(IN) = 3.8V |
2.4 | 27.4 | 51.1 | 39 | 0xF8 = 1.490V | 2.5A at V(IN) = 3.8V |
2.7 | 34.8 | 51.1 | 27 | 0xFE = 1.520V | 2.0A at V(IN) = 3.8V |
虽然输出电压可以高于1.525V,但仍然受到输入电压和负载电流的限制。从理论上讲,恒定导通时间与实际输出电压(V(OUTx))与输入电压(V(IN))之比成正比。MAX77812通过感知V(SNSxP)和V(IN)计算导通时间。由于V(SNSxP)小于V(OUTx),所以on-time不足。因此,需要更多的开关周期,因此开关频率(f(SW))增加。当负载电流增加时,恒准时控制结构也表现出更高的f(SW)。因此,在重载条件下支持高V(OUTx)会导致f(SW)的大幅增加,最终可能会受到控制体系结构的限制。对于相同的V(IN),实际输出电压越高,支持的最大负载电流越小。表1提供了在工作台上测量的最大负载电流的示例。为了减轻开关频率的增加,需要选择尽可能接近1.525V的Mx_VOUT[7:0]以获得更长的导通时间。
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