MAXIM公司电源适配器典型模块及应用

      近年来, MAXIM公司生产了许多电源适配器稳压器｡这些稳压器大多数采用电池供电,因此,芯片在效率､工作范围､精度及体积等方面都具有一定的特色｡这些芯片常用于电池供电的便携式设备中,如Laptop计算机､医疗设备､LCD显示系统等方面｡

      MAXIM公司生产的电源适配器芯片以MAX作为其前缀,如MAX639,其中639是其序号｡几乎所有的电源适配器都是以MAX6XX或MAX7XX命名的,而后缀分别表示此芯片的精度､工作温度范围､封装形式和引脚数目｡下面以MAX638为例加以说明｡

      MAX638后面的第一个字符表示芯片稳压的精度｡A表示稳压精度为5%;B表示输出精度为10%｡第二个字符表示该芯片的工作温度范围,不同的字母表示不同的温度范围｡“C”表示0℃~+70℃､“I”表示-20℃~+85℃､“E”表示-40℃~+85℃､“M"表示-55℃~+125℃｡

      第三个字符表示该芯片的封装形式｡“C”表示T0-220;“D”表示侧面嵌铜陶瓷封装;“F”表示陶瓷扁平封装;“H”表示T0-66;“J”表示陶瓷双列直插封装;“K”表示T0-3;“L”表示无引线陶瓷封;“M”表示塑料扁平封装;“N”表示窄型塑料双烈直插封装;“P”表示塑料双列直插;“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｡第四个字符表示引脚数目｡“A”表示8脚;“B”表示10脚;“C”表示12脚;“D”表示14脚;“E”表示16脚;“N”表示18脚;“P”表示20脚;“F”表示22脚;“G”表示24脚;“I”表示28脚;“J”表示32脚;“L”表示40脚;“M”表示48脚如果后缀只有3个字符,这3个字符分别表示芯片的工作温度､封装形式和引脚数目,且每个字符的定义如上所述

      MAXIM公司生产的电源适配器开关稳压器可分为升压式､降压式和反向式三种｡每一种根据其控制原理又可分为PwM控制和PFM控制｡

  以PwM方式工作的芯片内部振荡频率是固定的,因而比较容易滤波;而以PFM方式工作的芯片内部振荡频率是变化的,因而其滤波较PWM方式困难｡在要求输出功率较大,而输出噪声低的场合,可采用PWM方式控制｡在输出功率要求低(5W),静态功耗较低的场合,可采用PFM方式控制

  衡量输出电压精度的高低可分为以下两个方面:一个是初始精度;另一个是工作精度,它将受工作温度和时间的影响｡输出电压的精度是一个重要的参数,它将决定静态偏置的稳定性和基准电压的稳定性｡有时,还需考虑稳压电路的动态特性,因为坏的传输将使输出电压出现一个过冲｡输出噪声的大小重要取决于滤波元件的性能｡通常,输入､输出滤波器应选用高质量的瓷片电容和低ESR的电解电容来降低噪声,普通的滤波电容将使输出波纹增大｡对于升压式PWM稳压器,波纹电压主要来源于以下几个方面｡

        ①滤波电容串联等效电阻的影响｡由于滤波电容不是理想的电容,它可以等效为一个电阻和一个电容相串联｡这个电阻就是电容的串联等效内阻ESR｡通过电感的开关电流将在这个电阻上形成一电压降,开关电流不同,电压降也就不一样,因而引起输出电压发生变化当滤波电容值在一定范围内时,单独增加电容值将不能有效地抑制波纹,而需要降低电容的串联等效内阻,可选用高质量的钽电解电容作为滤波电容｡为了降低成本,也可以采用高频瓷片电容与电解电容并联来代替钽电解电容｡
        ②滤波电容的分布电感､地线干扰和电磁干扰也将影响输出电压波纹的大小
        ③滤波电容对负载电阻反向放电的大小也影响输出波纹的大小｡
  转换效率是输出功率与输入功率之比,在以电池供电的设备中,对转换效率的要求是比较严格的,这里所介绍的开关稳压器的效率是比较高的,有的甚至可达95%以上｡
  MAXIM公司的电源适配器开关稳压器的稳压范围是很宽的,其输入电压范围相当大｡例如,MAX641的输入电压范围为1.8~16V,输入电压最大值与最小值之比大于8:1｡为了减小体积, MAXIM公司推荐使用贴面元件(SMC)作为开关稳压器的外围元件｡这样可使得整个电路具有小巧､高效的优越性能｡
      MAXIM公司的开关稳压器有三种主要工作电路,即升压式､降压式和升降压式｡如果输出电压值大于输入电压,则为升压式开关稳压器;反之,如果输出电压小于输入电压,则为降压式电源适配器开关稳压器;如果输出电压可以高于输入电压,也可以低于输入电压,则为升降压式开关稳压器｡由控制部分产生开关脉冲,开关脉冲的频率或脉宽受控制部分的控制｡开关脉冲控制开关管S1导通或截止｡导通期间,流过电感的电流逐渐增大,把电能转化为磁能;截止期间电感反向放电,对输出滤波电容充电,把磁能转化为电能｡根据电池､开关管､电感､负载之间的不同接法,形成了升压式､降压式和升降压式工作电路｡在这里,我们对 MAXIM公司近年来生产的近50种开关稳压电路中有代表性的几种电路进行重点介绍｡