MAXIM公司電源適配器典型模塊及應用

      近年來, MAXIM公司生產了許多電源適配器穩壓器?這些穩壓器大多數采用電池供電,因此,芯片在效率?工作范圍?精度及體積等方面都具有一定的特色?這些芯片常用于電池供電的便攜式設備中,如Laptop計算機?醫療設備?LCD顯示系統等方面?

      MAXIM公司生產的電源適配器芯片以MAX作為其前綴,如MAX639,其中639是其序號?幾乎所有的電源適配器都是以MAX6XX或MAX7XX命名的,而后綴分別表示此芯片的精度?工作溫度范圍?封裝形式和引腳數目?下面以MAX638為例加以說明?

      MAX638后面的第一個字符表示芯片穩壓的精度?A表示穩壓精度為5%;B表示輸出精度為10%?第二個字符表示該芯片的工作溫度范圍,不同的字母表示不同的溫度范圍?“C”表示0℃~+70℃?“I”表示-20℃~+85℃?“E”表示-40℃~+85℃?“M"表示-55℃~+125℃?

      第三個字符表示該芯片的封裝形式?“C”表示T0-220;“D”表示側面嵌銅陶瓷封裝;“F”表示陶瓷扁平封裝;“H”表示T0-66;“J”表示陶瓷雙列直插封裝;“K”表示T0-3;“L”表示無引線陶瓷封;“M”表示塑料扁平封裝;“N”表示窄型塑料雙烈直插封裝;“P”表示塑料雙列直插;“S”表示T0-52;“T”表示T0-5?T0-78?T0-99?T0-100;“U”表示T0-72?T0-18;T0-71;“V”表示T0-39;“Z”表示T0-92?第四個字符表示引腳數目?“A”表示8腳;“B”表示10腳;“C”表示12腳;“D”表示14腳;“E”表示16腳;“N”表示18腳;“P”表示20腳;“F”表示22腳;“G”表示24腳;“I”表示28腳;“J”表示32腳;“L”表示40腳;“M”表示48腳如果后綴只有3個字符,這3個字符分別表示芯片的工作溫度?封裝形式和引腳數目,且每個字符的定義如上所述

      MAXIM公司生產的電源適配器開關穩壓器可分為升壓式?降壓式和反向式三種?每一種根據其控制原理又可分為PwM控制和PFM控制?

  以PwM方式工作的芯片內部振蕩頻率是固定的,因而比較容易濾波;而以PFM方式工作的芯片內部振蕩頻率是變化的,因而其濾波較PWM方式困難?在要求輸出功率較大,而輸出噪聲低的場合,可采用PWM方式控制?在輸出功率要求低(5W),靜態功耗較低的場合,可采用PFM方式控制

  衡量輸出電壓精度的高低可分為以下兩個方面:一個是初始精度;另一個是工作精度,它將受工作溫度和時間的影響?輸出電壓的精度是一個重要的參數,它將決定靜態偏置的穩定性和基準電壓的穩定性?有時,還需考慮穩壓電路的動態特性,因為壞的傳輸將使輸出電壓出現一個過沖?輸出噪聲的大小重要取決于濾波元件的性能?通常,輸入?輸出濾波器應選用高質量的瓷片電容和低ESR的電解電容來降低噪聲,普通的濾波電容將使輸出波紋增大?對于升壓式PWM穩壓器,波紋電壓主要來源于以下幾個方面?

        ①濾波電容串聯等效電阻的影響?由于濾波電容不是理想的電容,它可以等效為一個電阻和一個電容相串聯?這個電阻就是電容的串聯等效內阻ESR?通過電感的開關電流將在這個電阻上形成一電壓降,開關電流不同,電壓降也就不一樣,因而引起輸出電壓發生變化當濾波電容值在一定范圍內時,單獨增加電容值將不能有效地抑制波紋,而需要降低電容的串聯等效內阻,可選用高質量的鉭電解電容作為濾波電容?為了降低成本,也可以采用高頻瓷片電容與電解電容并聯來代替鉭電解電容?
        ②濾波電容的分布電感?地線干擾和電磁干擾也將影響輸出電壓波紋的大小
        ③濾波電容對負載電阻反向放電的大小也影響輸出波紋的大小?
  轉換效率是輸出功率與輸入功率之比,在以電池供電的設備中,對轉換效率的要求是比較嚴格的,這里所介紹的開關穩壓器的效率是比較高的,有的甚至可達95%以上?
  MAXIM公司的電源適配器開關穩壓器的穩壓范圍是很寬的,其輸入電壓范圍相當大?例如,MAX641的輸入電壓范圍為1.8~16V,輸入電壓較大值與較小值之比大于8:1?為了減小體積, MAXIM公司推薦使用貼面元件(SMC)作為開關穩壓器的外圍元件?這樣可使得整個電路具有小巧?高效的優越性能?
      MAXIM公司的開關穩壓器有三種主要工作電路,即升壓式?降壓式和升降壓式?如果輸出電壓值大于輸入電壓,則為升壓式開關穩壓器;反之,如果輸出電壓小于輸入電壓,則為降壓式電源適配器開關穩壓器;如果輸出電壓可以高于輸入電壓,也可以低于輸入電壓,則為升降壓式開關穩壓器?由控制部分產生開關脈沖,開關脈沖的頻率或脈寬受控制部分的控制?開關脈沖控制開關管S1導通或截止?導通期間,流過電感的電流逐漸增大,把電能轉化為磁能;截止期間電感反向放電,對輸出濾波電容充電,把磁能轉化為電能?根據電池?開關管?電感?負載之間的不同接法,形成了升壓式?降壓式和升降壓式工作電路?在這里,我們對 MAXIM公司近年來生產的近50種開關穩壓電路中有代表性的幾種電路進行重點介紹?