作者:Maxim公司 Andy Fewster
很多应用中,除主电源之外通常还需要一个低功率电源。例如:模拟前端放大器需要±5V电源供电,而数字主电路只需+5V电源。基于成本、物料管理以及EMC等因素的考虑,单独增加一路-5V电源不是很合适。因此,需要寻找一种可以从主电源产生辅助电源的方法。
为解决上述问题,可以用一个降压转换器的开关操作产生一路或多路、隔离的或非隔离的电源输出。从主电源获取10%~30%的辅助电源输出电流是完全可行的,本文将通过MAX5035 DC/DC转换器说明具体的实现方案。
降压波形
首先回顾一下降压转换器的工作波形,确定用来产生辅助输出的电压和电流,参见图1。
LX引脚的开关电压波形幅度为:
开关管导通期间(LX和VIN相连),主电感两端的电压为:
图1 降压转换器MAX5035的工作原理图
连续电感电流工作模式
开关管断开时,LX端电压为负,二极管D1导通,保证电感电流是连续的。在流过D1的电流变为0之前,开启下一个开关周期,则称该种工作模式为连续模式(见图2)。
了解了各个关键元件的RMS电流和电压之后,功耗可由下式计算得到:
图2 连续电感电流工作波形,TS是开关周期,D是占空比
辅助输出
通过在一个降压主电源的电感上添加辅助线圈,可以在主电源上产生辅助输出。辅助输出取决于钳位肖特基二极管(图1中的D1)导通时,主电感的反激动作。因为二极管的导通压降相对比较稳定(典型值为300mV~500mV,视电流大小而定),并且控制器调节输出电压保持相对恒定,所以在开关断开期间,电感两端的压降也相对稳定。为了让电感压降保持稳定,在整个主降压电源的负载范围内,主电感都应该保持连续导通模式。
LX引脚也可用来为电荷泵电路提供开关输入。为保持该输入稳定,需要辅助输出时,LX引脚必须处于有效状态。通过让主电源降压转换器保持给一个最小负载供电,就可以使LX始终处于有效状态。