隔離轉換電路的設計方法

     這里主要介紹一下-48~+5V的電源適配器隔離轉換電路的設計方法用MAX5003設計具體的電源適配器時,需已知4個參數:輸人電壓?輸出電壓?負載電流和占空比?PwM控制器通過檢測輸入電壓與輸出電壓調整占空比,最終達到穩壓的目的?

     電源控制器有兩種工作模式:連續工作模式和非連續工作模式?在非連續工作模式下,每個工作周期終止時電感上都沒有儲能,頻率響應特性只有一階主極點和一個高頻零點,該極點由負載電阻和輸出濾波電容確定,零點由輸出濾波電容的等效串聯電阻(ESR)確定?這時,在保持一個合理的快速環路響應的同時,系統能夠在很寬的工作條件下保持穩定?

      連續工作模式下,在任何時候電感上均有儲能,電感?電容共同作用產生一對極點,而且在頻率響應曲線的右半部產生一零點,這種響應特性難以補償,這時系統只能做到有條件的穩定?為避免設計困難,一般選擇非連續工作模式,此時需計算最小輸入電壓和最大負載下的變壓器原邊電感值并應對最大占空比加以限制,MAX5003的占空比可由用戶加以控制,這恰好滿足非連續工作模式電源適配器設計的需求?

      MAX5003可廣泛應用于電信設備和42V汽車電子儀表等?一個簡單的電信設備通常包括用于處理高速數據的接口板(如SMT1)?系統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)電壓轉換為5V/2A?3.3V/3A和1.8V/2A的電源適配器,利用MAX5003實現48~5V的非隔離轉換電路如圖7-22所示,利用MAX1627還可再將5V電壓轉換為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,電路的設計步驟和外接元器件的選擇方法如下

      ①明確設計要求,確定設計參數?設計參數主要有以下5個:輸人電壓V的變化范圍輸出電壓V??輸出負載電流l=?紋波Vp及建立時間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,建立時間T≈0.5ms?

     對于自由運行模式,應認真選擇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帶寬和更快的建立時間,這樣做的缺點是會損失一定的效率?本例中選擇的是自由運行模式,且設定內部振蕩頻率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?