利用MAX15046构建的高输入电压、大电流输出buck控制器参考设计
详情介绍
参考设计给出了电路原理图(图1)、材料清单(表1)和特性参数(图2–7)。MAX15046的关键指标如下。
设计规格与配置
- 输入电压：18V至36V
- 输出电压：1.2V
- 输出电流：13.4A
- 输出电压纹波：12mVP-P
- 输入电压纹波：180mVP-P
- 开关频率：250kHz
- 效率：VIN = 18V、13.4A输出电流时效率为82%；VIN = 36V、13.4A输出电流时效率为74%
详细电路图(PDF, 256kB)
图1. MAX15046 buck电源电路原理图，FSW = 250kHz。
表1. 材料清单
| Designator | Value | Description | Part Number | Manufacturer | Package | Quantity |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C1 | 470µF/50V | Capacitor | EEVFK1H471M | Panasonic | Electrolytic | 1 |
| C2 | 0.1µF/50V | Capacitor | GRM188R71H104K | Murata | 603 | 1 |
| C3 | 1µF/50V | Capacitor | GRM21BR71H105K | Murata | 805 | 1 |
| C4 | 4.7µF/6.3V | Capacitor | GRM188R60J475K | Murata | 603 | 1 |
| C5 | 2.2µF | Capacitor | GRM188R60J225K | Murata | 603 | 1 |
| C6, C7, C7X | 10µF/50V | Capacitor | GRM55DR70H106K | Murata | 2220 | 3 |
| C8 | 0.47µF/16V | Capacitor | GRM188R71C474K | Murata | 603 | 1 |
| C9 | 2700pF/50V | Capacitor | GRM2165C1H272JA | Murata | 805 | 1 |
| C10 | 470µF/6.3V | Capacitor | EEFSX0D471E4 | Panasonic | 7.3mm x 4.3mm x 1.9mm | 1 |
| C11 | 100µF/6.3V | Capacitor | GRM32ER60J107ME20L | Murata | 1210 | 1 |
| C12 | 100µF/6.3V | Capacitor | GRM32ER60J107ME20L | Murata | 1210 | 1 |
| C13 | 68pF/50V | Capacitor | GRM1885C1H680J | Murata | 603 | 1 |
| C14 | 100pF/50V | Capacitor | GRM39COG101J50D500 | Murata | 603 | 1 |
| C15 | 10nF/50V | Capacitor | GRM188R71H103KA01D | Murata | 603 | 1 |
| C16 | 820pF/50V | Capacitor | GRM39COG821J50D500 | Murata | 603 | 1 |
| C17 | Open | Capacitor | ||||
| C18 | 22µF/6.3V | Capacitor | GRM31CR70J226KE19L | Murata | 1206 | 1 |
| C19 | 1µF/6.3V | Capacitor | GRM188R70J105KA01D | Murata | 603 | 1 |
| R3 | 10Ω | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R4 | 51kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R5 | 2.2Ω | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R7 | 1Ω | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R8 | Open | Resistor | ||||
| R9 | 19.1kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R10 | 6.04kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R11 | 4kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R12 | 86.6kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R13 | 86.6kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R14 | 68.1kΩ | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R15 | 49.9Ω | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R16 | 0 | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| R17 | 0 | Resistor | Resistor | Multisource | 603 | 1 |
| L1 | 2.2µH/20A | Inductor | IHLP5050EZER2R2M01 | Vishay | 13.20mm x 12.90mm x 5.00mm | 1 |
| N1 | 60V, 6.2A | n-Channel MOSFET | SI7850DP | Vishay | PowerPAK® SO-8 | 1 |
| N2 | 60V, 18.5A | n-Channel MOSFET | SI7478DP | Vishay | PowerPAK SO-8 | 1 |
| D1 | 0.5A, 60V | Schottky diode | ZHCS506TA | Zetex | SOT23 | 1 |
| U1 | MAX15046 | PWM Controller | MAX15046 | Maxim | 16 PIN TQFN | 1 |
特性参数
图2. 不同输入电压下，总效率与负载电流关系曲线。
图3. 稳态输入电压、输出电压和栅极信号。
Ch1：开关节点电压
Ch2：输入电压
Ch3：输出电压
图4. 稳态输入纹波峰峰值和输出纹波峰峰值。
Ch2：输入电压纹波
Ch3：输出电压纹波
图5. VIN = 28V、负载电流为13.4A时的软启动。
Ch2：输入电压
Ch3：输出电压
图6. 关闭输入电源时的软停止。
Ch2：输入电压
Ch3：输出电压
图7. 负载短路时的输出电压和栅极信号。
Ch3：输出电压
Ch4：高边开关的栅极信号
电路板布局
查看详细图片(PDF, 4.7MB)
图8. 参考设计采用MAX15046降压电源，双层板。