降壓(降壓)電源集成電路 (IC) 通常針對特定輸出功率進行指定。任何使用外部開關的降壓電源都可以修改以提升輸出功率,從而產生高功率電源。本應用筆記以MAX1653典型應用電路為例,說明如何修改降壓開關電源以產生高功率電源。
MAX15降壓轉換器的1653W典型應用電路易于修改,以產生更高的電源。對MAX1653典型應用電路稍作修改,就會得到圖1所示電路。經過修改的典型應用電路和表1中的物料清單允許MAX1653提供5V輸出/20A電流。電源的正確布局和組件選擇對于 100W 運行至關重要。
圖1.MAX1653 100W電路
指定 | 數量 | 描述 |
R1 | 1 | 3mΩ、1% 檢測電阻 |
R2 | 0 | 未安裝 |
Q1, Q2 | 1 | 國際整流器 IRF7811W |
Q3, Q4 | 1 | 國際整流器 IRF7822 |
L1 | 1 | 1μH 電感器 松下 ETQP1H1R0BFA |
D1 | 1 | 100mA、30V 肖特基二極管中央半導體 CMPSH-3 |
D2 | 1 | 12A、30V 肖特基二極管國際整流器 12CWQ03FN |
U1 | 1 | MAX1653EEE |
C1 | 1 | 0.1μF (0805) 陶瓷電容器 |
C2, C3 | 1 | 22μF、(2220) 25V 陶瓷電容器 TDK C5750X7R1E226M |
C4, C5 | 1 | 820μF OsCon 電容器 三洋 6SVP820M |
C6 | 1 | 1.0μF (0603) 陶瓷電容器 |
C7 | 1 | 0.01μF (0805) 陶瓷電容器 |
C8 | 1 | 0.15μF、(1206) 50V 陶瓷電容器 |
C9 | 1 | 2.2μF (0805) 陶瓷電容 |
100W MAX1653應用電路中的大電流使得需要稍微修改評估板布局(圖2)。兩種布局之間的主要區別在于電源和模擬接地的分離。注意將高電流路徑從 REF 和 V+ 等敏感節點移開。增加對模擬地的旁路可提高這些節點的抗擾度。如果V+需要額外的濾波,則切斷R2兩端的短路并安裝一個小值電阻(5至10Ω)。還需要修改評估板布局,以適應更高功率的元件。
圖2.PCB頂部和底部布局。單擊此處下載 Gerber 文件。
100W應用電路的元件變化包括:輸入端的陶瓷電容(C2和C3)、更高功率的FET、更大的箝位二極管、更大的電感和OsCon輸出電容(C4和C5)。使用陶瓷輸入電容器是因為它們具有最低的ESR,從而實現更高的電路效率。在100W電路中看到的高電流需要更換為四個功率FET(高側和低壓側各兩個)。IRF7811W 因其低導通電阻和小柵極電荷而成為高端的首選 FET。低側FET改為IRF7822。需要較大的箝位二極管,以便在高側和低側FET均不導通時促進高電流。較大的電感器可在高飽和電流和小尺寸之間實現良好的平衡。評估板的鉭輸出電容不太適合此應用,因為輸出端的RMS電流很高。大值OsCon電容取代了鉭電容。
圖3顯示了幾種不同輸入電壓下的效率與輸出電流的關系圖。在非常高的電流范圍內保持高效率。MAX1653的靈活性使得只需修改PCB布局并選擇適合所需功率電平的元件即可實現多種功率電平。
圖3.效率與負載電流的關系。
審核編輯:郭婷
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