開關穩壓器可以取代LDO(低壓差線性穩壓器),從1.5V輸入產生3.3V/3A輸出。開關穩壓器還提供環保的“綠色”設計,與浪費的87%LDO設計相比,效率提高了45%。現有LDO設計中的電路板空間通常有限,對于開關穩壓器來說通常太小。MAX8505開關穩壓器內置MOSFET,采用16引腳QSOP封裝,適合LDO占位面積。
效率每天都變得越來越有價值。隨著能源價格的上漲, 對全球變暖的日益關注,設計出“綠色”電路 效率降低了運營成本并減少了對環境的影響。
在成本敏感型應用中,LDO是從1.5V輸入產生3.3V/3A輸出的常用選擇。由于LDO具有高功率耗散(5.4W),因此通常必須選擇TO220或D2PAC封裝。為了降低能耗,開關穩壓器已開始取代低端服務器設計中的LDO。然而,現有LDO設計中的電路板空間通常有限,而且在大多數情況下,對于完整的開關穩壓器來說太小。例如,帶有兩個 2 陶瓷電容器的 D1206PAC LDO 穩壓器占用約 18mm x 14mm。將開關穩壓器安裝到如此小的區域內并非易事,尤其是在需要外部MOSFET的情況下。
MAX8505為高頻PWM降壓型開關穩壓器,具有高側和低側MOSFET,采用16引腳QSOP封裝(5mm x 6.5mm)。1MHz 開關頻率允許使用小電感器和陶瓷電容器進行輸入和輸出濾波,從而減小了占板面積。圖1所示為MAX8505的完整電路。它接受 5V 或 3.3V 輸入,并在 1A 輸出時產生一個 5.3V。典型峰值瞬態電流為 5.6A。主要電路元件采用 16mm x 14mm 的占位面積,實現比 LDO 更小的占位面積。該器件的總功耗僅為 0.67W,與 LDO 相比可節省近 5W 的功率。表1顯示了0.9V、1.5V、2.0V和2.5V輸出的反饋電阻值。
圖1.MAX8505內部開關降壓穩壓電路
表 1.特定電壓輸出端的電阻值
VOUT | R3 | R2 |
0.9V | 10kΩ | 1.24kΩ |
1.5V | 10kΩ | 8.66kΩ |
2.0V | 10kΩ | 15kΩ |
2.5V | 10.5kΩ | 22.1kΩ |
圖2
所示為MAX8505 PCB布局的頂層,D2PAC封裝位于右側以供參考。PCB頂層包含最大的元件:MAX8505、L1、C1、C2和C4。另外七個小型(0603封裝)元件放置在電路板的另一側,但它們的放置不太重要。
圖2.MAX8505開關穩壓器側面帶有D2PAC器件的圖片,用于比較。
表2比較了LM317、MAX8505和帶外部MOSFET的典型控制器的功耗、占位面積和外部元件總數。MAX8505需要最小的電路板空間,并提供最高的效率。階躍負載瞬態響應如圖3所示。輸出紋波電壓(如圖4所示)小于10mV。表3給出了MAX8505的物料清單。
表 2.LM317 LDO、MAX8505和一個典型控制器IC與外部MOSFET的比較。
參數 | LDO (LM317) | MAX8505 | 典型控制器 IC |
效率 (%) | 45.5 | 87 | 76 |
功耗 (W) | 5.4 | 0.67 | 1.42 |
組件總數 | 5 | 12 | 11* |
面積(毫米 x 毫米) | 約18 x 14, 單面 | 約16 x 14, 雙面 | – |
條件:3.3V 至 1.5V/3A,可調輸出設計 | |||
* 需要11個元件才能實現小于10mV的輸出紋波電壓。 |
圖3.階躍負載瞬態響應:0.5A 至 2A 回 0.5A。
圖4.Lx開關波形和輸出紋波電壓。
表 3.MAX8505物料清單
指定 | 數量 | 描述 | 部件號 |
C1 | 1 | 輸入電容,1206 | 10μF/6.3V |
C2 | 1 | 輸出電容,1210 | 47μF/6.3V |
C3 | 1 | 去耦電容器,0603 | 0.1μF/6.3V |
C4 | 1 | 緩沖電容器, 0603 | 3300pF/50V |
C5 | 1 | 補償電容器,0603 | 220pF/50V |
C6 | 1 | 去耦電容器,0603 | 0.22μF/6.3V |
R1 | 1 | 補償電阻,0603 | 51.1kΩ, 1% |
R2 | 1 | 電壓設定電阻,0603 | 見表1 |
R3 | 1 | 電壓設定電阻,0603 | 見表1 |
L1 | 1 | 2.2μF/7A 貼片電感, 6.3 毫米 x 6.2 毫米 x 2.5 毫米 | 東光 |
D1 | 1 | 小信號二極管 | 1N4148 或 CMDSH-3 |
IC1 | 1 | 3A 內部開關穩壓器 | MAX8505 |
審核編輯:郭婷
-
穩壓器
+關注
關注
24文章
4254瀏覽量
93982 -
電路板
+關注
關注
140文章
4980瀏覽量
98426 -
ldo
+關注
關注
35文章
1947瀏覽量
153684 -
服務器
+關注
關注
12文章
9262瀏覽量
85781
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論