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限流DC-DC控制器用于USB设备的升压降压SEPIC电源

来源:analog 发布时间:2023-09-13

摘要: MAX668 boost控制器为USB兼容设备提供调节的buck-boost输出。

USB供电设备需要稳压电源。不幸的是,USB总线电压可以在4V到9V之间变化。将MAX668升压控制器配置为升压/降压拓扑可以产生限流稳压电源。

通用串行总线(USB)是连接个人电脑和消费设备的一种流行方式。它结构简单,价格低廉,可同时连接多个外设。随着移动设备增加了更多的功能,如短信、上网、信息存储和音乐播放,与PC通信的需求正在增加。如今,许多移动设备都在设备中自带USB接口。唯一的目的是为数据通信提供连接。设备可以自供电(例如,通过墙上的适配器)或从USB总线获取电源。

移动设备通常需要连接到有电源的USB集线器。USB设备可以有自己的电源(例如电池或墙壁插头),也可以从USB总线获取电源。一个供电的USB主机可以提供高达500mA的电流。使用USB提供的电源可能会很棘手,因为USB供电设备的电压可能低至4.35V,当考虑电缆和连接器掉落时,或高达5.5V。如果设备使用电压适配器进行操作,它可能会看到高达9V的输入电压。为了适应这些不同的场景,升压/降压DC-DC拓扑效果很好。表1总结了控制器/转换器的输入和输出规格。

表1 兼容USB的便携式设备供电要求
参数
要求
输入电压V(IN)
4V到9V
输入电流I(IN)
最大500mA(±5%)。
输出功率P(OUT)
2.4 w的典型
输出电压V(OUT)
6V(±5%)典型
输出负载电流I(OUT)
400毫安max。
监管
当I(OUT) = 200mA时,最小V(OUT) =5.5V

SEPIC到6V与输入电流限制

这个升压/降压电源用于为锂离子电池充电器供电。由于充电器本身会有电压下降,所以输出电压设置为6V。图1所示的单端初级电感变换器是这种应用的理想选择。这种buck-boost拓扑是必需的,因为输入电压可以从低于输出电压的值变化到大于输出电压的值(表1)。MAX668 boost控制器适用于SEPIC拓扑(图1)。


图1所示 USB兼容设备SEPIC电源。

限流电阻R4(图1)用于将输入电流限制在表1规定的最大500mA。输入电流限制还确保了短路保护,即使在输出故障条件下也能确保USB合规。当输出超过输入电流限制时,输出电压将降低并将输入电流限制在500mA,如图2所示。请注意,与常规升压拓扑相比,此拓扑中需要额外的电感。


图2 使用MAX668 SEPIC限制输入电流。

使用耦合电感(两个电感绕在同一磁芯上),如Coiltronics CTX10-3(图1),可以减少漏感。这使得在实践中实现高达85%的效率成为可能。该SEPIC转换器的效率如图3所示。


图3 MAX668 SEPIC的效率。



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