摘要：MAX5074电路是专为具有隔离输出，工作电压范围为36V至72V的5V、3A、DC-DC降压电源转换器设计的。本应用笔记给出了详细的电路原理图和完整的元件列表(包括制造商提供的元件型号)，以及一个平面变压器设计实例。在48V输入电压下，负载电流在1.5A至2.5A范围内时转换效率超过84.5%。1A负载瞬态响应低于20mV，并在100µs内达到稳定值。在2.5A负载电流和60V输入电压下，纹波为8mVP-P。软启动的启动时间为5ms。 概述 本参考设计是基于MAX5074评估板构建的，原来的评估板在36V至72V输入电压范围内提供12V输出电压和1.2A电流。在大部分输出电流范围内，48V输入5V输出的转换效率超过84%，同时保持了简易的非同步架构。有关处理危险电压的警告信息和电路板的概述，请参考MAX5074评估板的数据资料。 本应用笔记给出了5V输出应用的元件清单，同时给出了电路的性能数据。构建了一个基本的5层平面变压器，并给出其布局方式以供参考。 特性 隔离型、15W、正激DC-DC转换器 36V至72V输入范围 5V输出，最高可提供3A电流 48V电源输入及2.5A负载电流下，效率为84.5% 1/8砖模块尺寸 逐周期限流保护 可编程积分故障保护 开关频率编程设置为250kHz 内部热关断 初级-次级隔离 软启动 元件清单 DESIGNATION QTY DESCRIPTION C1 1 4.7µF ±10%, 16V X7R ceramic capacitor (1206) TDK C3216X7R1C475K C2 1 100pF ±5%, 50V COG ceramic capacitor (0603) TDK C1608COG1H101K C3, C13 2 1µF ±20%, 16V X7R ceramic capacitors (0603) TDK C1608X7R1C105M C4, C6 2 220pF ±10%, 50V X7R ceramic capacitors(0603) TDK C1608X7R1H221K C5, C7, C17 3 0.1 µF ±10%, 50V X7R ceramic capacitors (0603) TDK C1608X7R1H104 C8 1 1.0µF ±10%, 50V X7R ceramic capacitor (1206) TDK C3216X7R1H105K C9 1 1.0µF ±20%, 100V X7R ceramic capacitor (1210) TDK C3225X7R2A105M C10, C11 2 0.01 µF ±10%, 100V X7R ceramic capacitors (0805) TDK C2012X7RZA103K or Murata GRM21 BR72A103K C12 1 0.33µF ±10%, 16V X7R ceramic capacitor (0603) TDK C1608X7R1C334K C14 1 2.2µF ±20%, 16V X7R ceramic capacitor (0805) TDK C2012JB1C225M C15, C16 2 150µF, 6.3V ESR < 12mW Panasonic EEFUE0J151R C18 1 0.0047µF ±10%, 250VAC X7R ceramic capacitor (2220) Murata GA355DR7GC472K C19 1 100µF, 100V ESR < 0.15W BC Component 2222 13669101 C20 (R8 position) 1 1nF ±10%, 50V X7R ceramic capacitor (0603) TDK C1608X7R1H102K C21 1 180pF ±5%, 50V COG ceramic capacitor (0603) TDK C1608COG1H181J D1, D2 2 100V, 1A schottky diodes (SMA) SS1H10 Vishay D3, D4 2 40V, 2A, schottky diodes (SMB) MBRS240LT3 ON-Semiconductor L1 1 10.2µH, 4.7A inductor Panasonic ETQP6F102HFA ESR < 14mW R1 1 30.9kW ±1 % resistor (0603) R2 1 10.2kW ±1 % resistor (0603) R3 1 182W ±1 % resistor (0805) R4a, R4b 2 0.15W ±1 %, 0.25W resistor (0805) CRL1220 Megitt CGS R5 1 316kW ±1 % resistor (0603) R6 1 14.7kW ±1 % resistor (0603) R7 1 1.78kW ±1 % resistor (0603) R8 1 Fitted with C20 R9 1 Not installed, resistor (0603) R10 1 1MW ±5 % resistor (0603) R11 1 200kW ±1 % resistor (0603) R12 1 100W ±1 % resistor (0603) R13 1 604W ±1 % resistor (0603) R14 1 15W ±5 % resistor (0603) R15 1 7.5kW ±1 % resistor (0603) T1 1 20W Custom Planar Transformer with ER23 ferrite core U1 1 MAX5074AUP (20-pin TSSOP-EP) U2 1 30V, 100% to 200% CTR optically isolated error amplifier (8-pin SO) Fairchild Semiconductor FOD2712 None 1 MAX5074 PC board 对MAX5074评估板的改动 在输入端增加了一个100µF电解电容(C19)。其电容值可以降至33µF，为降低由输入纹波电流引起的损耗，低ESR是非常必要的。测试用元件(BC元件2222 13669101)的额定值满足ESR < 0.15Ω。 变压器采用ER23铁氧体磁芯，多家制造商均可提供这种磁芯材料。铁氧体材料选用3F3、N49或其它同类材料，它们在频率大于或等于250kHz时磁芯损耗较低。 绕组由5层70µm铜箔构成，并分别由80µm绝缘层隔离。只用到5层，辅助绕组回路(引脚6)通过漆包线接到TOP层(参见图3)。 初级绕组为11匝，测得的ESR为225mΩ；次级绕组为4匝，ESR为25mΩ；辅助绕组为4匝，要求ESR < 1Ω。 初级电感为340µH，而初级漏感仅为430nH，这是平面变压器架构的优点。初级和次级绕组之间的寄生电容为110pF。 输出滤波器进行了调整，以适应较低的输出电压：此时电感L1为10.2µH，总输出电容为300µF。 C3现在取为1µF，增加了积分故障保护延迟时间。 箝位二极管D1和D2由100V、1A器件SSH10 (或其它同类器件)替代，当出现负载异常或变压器故障时，可降低正向瞬态电压。 R1 = 30.9K，R2 = 10.2K，输出电压设置为5V。 在R1两端增加了一个180pF电容(C21)，可获得更快的闭环电路响应。 C13串联一个7.5K电阻(R15)，将高频误差放大器增益设置为1。 用1nF的C20取代R8，可消除高频残留成分。 R3的阻值减小至180W，将最大光耦LED电流设置为21mA。 补偿极点进行了移动以适应上述调整，因此，C3、C13和C14现分别取为1µF、1µF和2.2µF。 由SMB封装的大电流40V肖特基二极管替换输出整流器D3和D4。 如果采用具有较大寄生电感的变压器，则必须对输出整流器提供保护，以免受到电压过冲的损害。 最大输入电压为72V时，整流器上的电压仅为26V。这一余量允许在整流器两端连接33V ±5%的齐纳二极管来提供保护，二极管的极性需正确连接。 原来的评估板不是针对大输出电流而设计的，采用导热胶将散热器粘在U1顶部。与无散热器的情况相比，这样可将效率提升0.6%。 U1采用带裸露焊盘的20引脚TSSOP封装。通过精心的PCB布局可以省去散热器，热量可通过电源层和大量过孔耗散。 效率测量 图1. 不同输入电压下效率与输出电流的函数关系 查看大图 图2. MAX5074 5V、3A电源原理图 图3. 采用平面技术构建变压器的实例 图4. 1A峰-峰值瞬态响应 图5. I = 2.5A、VIN = 60V、BW = 20MHz和50W匹配时测量的输出电压纹波 图6. VIN = 48V、1.8W阻性负载下的启动波形 相关型号   APP 3581: Jan 27, 2006 MAX5074 内置MOSFET的电源IC，用于隔离型IEEE 802.3af PD和电信电源 完整的数据资料 (PDF, 472kB) 免费样品 自动更新 需要自动接收最新发布的应用笔记吗？请订阅EE-Mail™ (English only)。 我们期待您的反馈！ 喜欢？不喜欢？有待改善？或为我们提供建议？请与我们联系 — 我们将根据您的意见或建议改善我们的工作。 网页评价或提供建议   下载，PDF格式 (151kB)  AN3581, AN 3581, APP3581, Appnote3581, Appnote 3581