免费注册
应用与设计

Maxim 设计资源 参考设计 系统板 评估板 参考电路 Important Notice for Maxim Integrated Design Information and Resources

MAX5066用于高性能系统的参考设计

Maxim Integrated

在很多网络和电信应用系统中，有多种稳压电源电压。很多电源电压要求提供大电流、合理的尺寸和效率、以及优异的负载瞬态响应。这篇文章提供了采用开关频率为300kHz的双buck控制器MAX5066的详细参考设计方案。
该参考设计的关键规格在下面列出，并给出了应用中所需的详细电路原理图(图1)和材料清单(表1)。

规格

  • VIN = 5.15V (-0.4V, +0.4V)
  • VOUT1 = 1.2V ±48mV/IOUT1 = 0至8.5A (包括瞬态)
  • 转换器1的输出电压纹波：12mVP-P
  • 转换器1的负载瞬态响应：负载从10%变化至60%时，18mVP-P
  • VOUT2 = 3.3V ±132mV/IOUT2 = 0至4.4A (包括瞬态)
  • 转换器2的输出电压纹波：27mVP-P
  • 转换器2的负载瞬态响应：负载由10%变化至60%时，40mVP-P
  • 转换器1和2的复合效率：满负载时93.38%
  • 温度范围：-40°C 至+85°C


图1. MAX5066参考设计显示了5.1V转1.2V/8.5A和3.3V/4.4A的DC-DC转换器；fSW = 295kHz。

详情介绍

在很多网络和电信应用系统中，有多种稳压电源电压。很多电源电压要求提供大电流、合理的尺寸和效率、以及优异的负载瞬态响应。这篇文章提供了采用开关频率为300kHz的双buck控制器MAX5066的详细参考设计方案。
该参考设计的关键规格在下面列出，并给出了应用中所需的详细电路原理图(图1)和材料清单(表1)。

规格

  • VIN = 5.15V (-0.4V, +0.4V)
  • VOUT1 = 1.2V ±48mV/IOUT1 = 0至8.5A (包括瞬态)
  • 转换器1的输出电压纹波：12mVP-P
  • 转换器1的负载瞬态响应：负载从10%变化至60%时，18mVP-P
  • VOUT2 = 3.3V ±132mV/IOUT2 = 0至4.4A (包括瞬态)
  • 转换器2的输出电压纹波：27mVP-P
  • 转换器2的负载瞬态响应：负载由10%变化至60%时，40mVP-P
  • 转换器1和2的复合效率：满负载时93.38%
  • 温度范围：-40°C 至+85°C


图1. MAX5066参考设计显示了5.1V转1.2V/8.5A和3.3V/4.4A的DC-DC转换器；fSW = 295kHz。

表1. 材料清单

Designator Value Description Part Footprint Manufacturer Quantity
C50, C71 4.7µF/6.3V Capacitors JMK107BJ475MA-T 0603 Taiyo Yuden 2
C60 470µF/6.3V Capacitor APXA6R3ARA471MHC0G 3.1mm x 4.2mm x 2.2mm Nippon Chemi-Con 1
C61, C62, C64, C72, C74, C75, C76, C77 10µF/10V Capacitors LMK212BJ106M 0805 Taiyo Yuden 8
C63, C73, C86, C87 1.0µF/16V Capacitors EMK107BJ105KA-T 0603 Taiyo Yuden 4
C65, C79 220nF/16V Capacitors EMK107BJ224MA-T 0603 Taiyo Yuden 2
C66, C80 4.7nF/16V Capacitors TMK105BJ472KV-F 0402 Taiyo Yuden 2
C67, C68, C81, C83, C84 100nF/16V Capacitors EMK105BJ104KV-FR 0402 Taiyo Yuden 5
C69 18pF Capacitor UMK105CH180JW 0402 Taiyo Yuden 1
C70, C85 1.0µF/6.3V Capacitors JMK105BJ105KV 0402 Taiyo Yuden 2
C78, C88 470µF/2.5V Capacitors APXE2R5ARA471MF80G 1.9mm x 3.5mm x 1.6mm Nippon Chemi-Con 2
C82 OPEN Capacitor OPEN 0402 OPEN 1
L60, L61 2.3µH Inductors MVR1278 7.8mm x 11.5mm Coilcraft 2
Q60, Q61 n-channel 30V nMOSFETs SI7114DN PowerPAK 1212-8 Vishay-Siliconix 2
Q62, Q63, Q64 n-channel 20V nMOSFETs SI7106DN PowerPAK 1212-8 Vishay-Siliconix 3
R60, R72 1Ω Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 2
R62, R63, R74, R75, R76, R77 0.01Ω Resistors RL1220T, 250mW 0805 Susumu 6
R64 0.039Ω Resistor RL1220T, 250mW 0805 Susumu 1
R65 1.2kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R66 3.3kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R67, R83 1MΩ Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 2
R68, R84, R85 1kΩ Resistors SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 3
R69 43kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R70 4.7kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R71 41.2Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R78 0.027Ω Resistor RL1220T, 250mW 0805 Susumu 1
R79 910Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R80 22kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R81 20kΩ Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
R82 100Ω Resistor SMD, 1%, 63mW 0402 Vishay 1
D60, D61 30V/200mA Schottky diodes RB521S30T1 SOD-523 ON Semiconductor 2
D62, D63 30V/30mA Schottky diodes RB751 SOD-523 ON Semiconductor 2
U60 MAX5066 PWM controller MAX5066AUI 28-TSSOP-EP Maxim 1


表2中总结了每个转换器的效率数据，显示出每路输出都具有高效率，如图2所示。

表2. 效率数据

VIN (V) IIN (A) VOUT1 (V) IOUT1 (A) VOUT2 (V) IOUT2 (A) Efficiency (%)
5.1402 5.0780 1.1814 8.5008 3.2558 4.4016 93.38%
5.1347 4.5728 1.1853 7.6491 3.2636 3.9652 93.73%
5.1361 4.0605 1.1891 6.8012 3.2713 3.5244 94.06%
5.1500 3.5440 1.1928 5.9558 3.2791 3.0836 94.32%
5.1441 3.0423 1.1967 5.1030 3.2870 2.6435 94.54%
5.1497 2.5398 1.2005 4.2507 3.2948 2.2086 94.65%
5.1522 2.0337 1.2044 3.3988 3.3030 1.7608 94.57%
5.1490 1.5407 1.2083 2.5557 3.3111 1.3232 94.15%
5.1465 1.0441 1.2122 1.7073 3.3194 0.8815 92.97%
5.1380 0.5472 1.2163 0.8455 3.3279 0.4419 88.88%


图2. 整体效率相对总输出功率的关系
图2. 整体效率相对总输出功率的关系
图3和图4中显示了控制器输出电压与其输出负载电流之间的关系。
图3. 第一个控制器输出电压与其输出负载电流之间的关系
图3. 第一个控制器输出电压与其输出负载电流之间的关系
图4. 第二个控制器输出电压与其输出负载电流之间的关系
图4. 第二个控制器输出电压与其输出负载电流之间的关系
图5和6中给出各路稳压输出的负载瞬态响应性能。

图5. 1.2V时，负载在0.85A和5.1A之间变化时，输出在10µs内阶跃18mV

图6. 3.3V时，负载在0.44A和2.64A之间变化时，输出在10µs内阶跃40mV