摘要：本參考設計提供了一個利用MAX5060電流模式、降壓型電源控制器實現大電流應用中的無損電流檢測設計方案。設計采用電感的等效串聯電阻(DCR)進行電流檢測，可以省去檢流電阻的功耗。

概述

目前，大多數數據處理單元需要從電源消耗更大的電流，以滿足更高的處理速度。這些應用中，無損電流檢測以及地電位偏差對于精確控制輸出電壓、輸出電流非常關鍵。

MAX5060 PWM降壓電源控制器利用平均電流模式控制技術跟蹤負載電流，器件采用差分檢測技術精確控制輸出電壓。本參考設計中利用電感的等效串聯電阻(DCR)檢測電流，省去了檢流電阻的功耗。

本參考設計提供了一個大電流(30A)電源設計方案，具有較高的系統效率和良好的負載調節(jié)，以下給出了完整的電路原理圖、材料清單(BOM)、效率測量及測試結果。

 

規(guī)格與設計步驟

參考設計能夠達到以下技術指標。
輸入電壓：12V ±10%
輸出電壓：1.5V
輸出電流：30A
輸出紋波：±15mV
輸入紋波：±250mV
效率：> 88%，負載為滿負荷的一半(15A)
開關頻率：275kHz
電路板外形尺寸：5cm × 3.3cm

參考設計原理圖如圖1所示，元件清單如表1所示，設計中MAX5060采用降壓配置。


詳細圖片(PDF, 100kB)
圖1. MAX5060降壓轉換器原理圖(FSW = 275kHz)

表1. 元件清單

效率曲線

圖2給出了參考設計的效率與負載電流的關系曲線，圖3給出了負載調節(jié)參數曲線。


圖2. 負載電流與轉換器效率的關系曲線，VIN = 12V。


圖3. 負載電流與轉換器輸出電壓的關系曲線，VIN = 12V。

實驗結果

圖4至圖7給出了不同輸入條件下，轉換器輸出電壓與負載電流的對應關系曲線。


圖4. 轉換器波形，VIN = 12V、IOUT = 30A。
VIN = 12V、IOUT = 2 × 15A
Ch1：輸出電流(2倍)
Ch2：輸出電壓
Ch3：輸入電壓
Ch4：高邊MOSFET柵極驅動



圖5. 輸入和輸出紋波，VIN = 12V、IOUT = 30A。
VIN = 12V、IOUT = 2 × 15A
Ch2：輸出電壓紋波
Ch3：輸入電壓紋波



圖6. 電源瞬態(tài)響應
VIN = 0至12V，IOUT = 2 × 15A
Ch2：輸出電壓
Ch3：輸入電壓



圖7. 負載瞬態(tài)響應
VIN = 12V、IOUT = 1A至7A
Ch1：輸出電流瞬變(1A至7A)
Ch2：輸出電壓紋波

針對該應用開發(fā)的電路板如圖8所示。


圖8. MAX5060降壓參考電路板，四層板。