隔离转换电路的设计方法

     这里主要介绍一下-48~+5V的电源适配器隔离转换电路的设计方法用MAX5003设计具体的电源适配器时,需已知4个参数:输人电压､输出电压､负载电流和占空比｡PwM控制器通过检测输入电压与输出电压调整占空比,后面达到稳压的目的｡

     电源控制器有两种工作模式:连续工作模式和非连续工作模式｡在非连续工作模式下,每个工作周期终止时电感上都没有储能,频率响应特性只有一阶主极点和一个高频零点,该极点由负载电阻和输出滤波电容确定,零点由输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)确定｡这时,在保持一个合理的快速环路响应的同时,系统能够在很宽的工作条件下保持稳定｡

      连续工作模式下,在任何时候电感上均有储能,电感､电容共同作用产生一对极点,而且在频率响应曲线的右半部产生一零点,这种响应特性难以补偿,这时系统只能做到有条件的稳定｡为避免设计困难,一般选择非连续工作模式,此时需计算较小输入电压和较大负载下的变压器原边电感值并应对大占空比加以限制,MAX5003的占空比可由用户加以控制,这恰好满足非连续工作模式电源适配器设计的需求｡

      MAX5003可广泛应用于电信设备和42V汽车电子仪表等｡一个简单的电信设备通常包括用于处理高速数据的接口板(如SMT1)､系统控制板及其他附加功能板,通常需要将-48V(输入范围为-42~-60V或-36~-76V)电压转换为5V/2A､3.3V/3A和1.8V/2A的电源适配器,利用MAX5003实现48~5V的非隔离转换电路如图7-22所示,利用MAX1627还可再将5V电压转换为3.3V或更低(1.8V)｡

      图7-22是由MAX5003组成的48V~5V/1A非隔离电源适配器的电路原理图,电路的设计步骤和外接元器件的选择方法如下

      ①明确设计要求,确定设计参数｡设计参数主要有以下5个:输人电压V的变化范围输出电压V｡､输出负载电流l=､纹波Vp及建立时间T｡图7-22电路中的输人电压范围为36V<V<72V,要求输出电压V=5V,输出电流I=1A,纹波Vsm<50mV,建立时间T≈0.5ms｡

     对于自由运行模式,应认真选择FREQ引脚的外接电阻R3;而在外同步模式,则需要确定外部时钟频率fclk。

    一般来讲,使用较高的频率意味着外接较小尺寸的变压器,也可以提供较高的系统带宽和更快的建立时间,这样做的缺点是会损失一定的效率｡本例中选择的是自由运行模式,且设定内部振荡频率fsw=300kHz,以便减少变压器尺寸｡外部电阻R3的值可用下式算出:

R3=100kHzX 200kΩ/fsw=66.7 kΩ