MAX5015是MAXIM公司2001年7月推出的新器件,可组成功能完善的隔离型DC/DC变换器。该器件组成的隔离型DC/DC变换器适用于通信设备,网络设备及工业控制设备等。该器件主要特点有:集成了高压启动电路,可直接输入极宽的电压范围,从18V到110V或从13V到36V,无需降压电阻,可减小损耗;电流型PWM控制,电路简单、稳定;振荡器工作固定额275kHz±10%,可使用小尺寸磁性元件;内部有前沿消隐电路、软启动电路、低压锁存电路及逐个脉冲电流限制电路;过热关闭保护;电源关闭控制;小尺寸8脚SO封装;工作温度范围0～70℃及-40～85℃。
管脚功能与主参数
MAX5015的管脚功能如表1所示。
MAX5015的极限参数有:V+到地电压最大值为120V;VDD到地的电压最大值为40V;Vcc到地的电压最大值为12.5V;OPTO、NDRV、
CS到地的最大电压为Vcc+0.3V;NDRV连续电流为25mA。
功能结构框图
MAX5015的功能结构框图如图1所示。它由高压稳压器(输入电压为V+)、偏置线圈稳压器(输入端为VDD)、VDD良好(VDD-OK)比较器、低压锁存(UVLO)比较器、275kHz振荡器、80%/50%占空比箝位电路、PWM比较器(实现PWM控制)、电流限制(ILIM)比较器、软启动及关闭电源控制电路、消隐电路、RS触发器、MOSFET驱动器及各种门电路等组成。
内部的高压稳压器在启动阶段时允许器件直接连接到V+高压端(18V～110V),无需加接降压电阻,输出的稳定电压供控制器作启动工作。一旦偏置绕组(第三绕组)产生的电压超过12.7V,则高压稳压器被关断 ,由偏置绕组产生的电压经稳压后作器件的电源。
采用PWM电流型控制器设计的正激式开关电源,不仅简化了控制回路设计,还增加了回路的稳定性。内部的振荡器频率被调节在275kHz±10%范围内,它可能使用小尺寸的高频变压器以减小占印制板的空间。消隐电路可消除脉冲的尖脉冲,电流限制比较器与电流检测电路可限制流程经变压器原边电流。 端外接软启动电容器,可实现软启动时间设定,而此端接低于0.25V低电平时,可控制电源关闭,关闭时典型耗电8μA。
当Vcc电压低于6.6V时,低压锁存比较器动作,使驱动器(驱动外接N沟道MOSFET)输出低电平,MOSFET截止,无输出。
典型应用电路
MAX5015适合用作多路电压输出的电源,用它作成单输出的正激式电流型PWM控制的DC/DC变换器如图2所示。该变换器输入电压范围从36V到72V,输出电压为5V,最大输出电流可达10A。
高压稳压电源及偏置绕组稳压器电源
高压稳压电源输入端V+直接接输入电压VIN(36～72V),稳压后的电压(9.8V)供启作控制器用,此端接3×0.47μF低ESR旁路电容(靠近V+端)。要注意的是电容器的耐压必须大于VIN。当偏置绕组(NT)在启动后产生的电压经1N4148整流及CDD(4.7μF)滤波后输入VDD,当VDD大于12.7V后,高压稳压电源被关断,偏置绕组稳压器输出10V电压供IC作电源。
变换器主要工作电路
外接高压N沟道MSOFET(M1)作为开关管,其负载为变压器原边,通过的开关电流由检测电流电阻RSENSE来检测,RSENSE上的电压(正比于开关电流)输入CS端,以实现电流型控制,并可限制其电流。为减小噪声,输入CS端的信号与CS端加接一个100Ω电阻。
变压器副边产生的电压经D1整流,经L1及COUT滤波后,输出电压VOUT,经R1、R2、可调输出基准电压源TLV431及光电耦合器等组成隔离反馈,输入OPTO端,经PWM比较器、RS触发器等控制开关管的驱动器以实现PWM控制来达到输出电压的稳定。
为减小输出纹波电压,采用了较大的输出电容器(由3×560ΩF组成),并且并联了一个0.1μ的多层陶瓷电容以减小其等效串联电阻(ESR),这样,输出纹波电压可在50mV之内。这里采用的560μF也应采用低ESR电容。
注意事项
1.由于输入电压大于36V,所以在调试或使用时要注意安全。
2.若输入电压小于或等于36V时,则VDD及V+可直接接输入电压,并且可以不要VT绕组。
3.在设计印制板时,接线应尽量短捷而宽,并且有大的地平面。
4.电流回路所组成面积应最小以减小EMI。
5.为保证隔离,接地符号不可连接在一起。
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