MAX5073双通道降压转换器工作于2MHz开关频率的参考设计
摘要：MAX5073是一款可工作于降压或升压模式的双路转换器。作为双路降压转换器工作时，该器件两路输出可分别提供高达2A和1A的输出电流。该参考设计主要说明MAX5073作为降压转换器、工作于2MHz开关频率的应用。高开关频率允许使用更小尺寸的无源元件，并工作在汽车应用中AM波段以外的频率。本文给出了采用MAX5073双通道降压型转换器、工作于2MHz开关频率下的详细参考设计。该设计可用于电路板空间受限的应用，因为较高的开关频率允许采用更小尺寸的无源元件。此外，该电源解决方案可用于汽车电子(带有抛负载保护)，即需要开关频率工作在AM调频波段以外的产品。例如，汽车仪表盘和信息娱乐系统。
该参考设计的关键规格在下面列出，并给出了应用所需的详细原理图(图1)及材料清单(表1)。
规格
输入电压：5.5V至16V
第1路转换器输出电压 = 3.3V/2A (最大值)
第2路转换器输出电压 = 2.5V/1A (最大值)
每路转换器的开关频率(fSW) = 2MHz
环境温度(TA) = -40°C至+85°C
图1. MAX5073参考设计
表1. 材料清单
Designator Value Description Part Footprint Manufacturer Quantity C1 100?F/35V Capacitor EEVFK1V101P 8mm x 10.2mm Panasonic 1 C2, C3, C4, C17, C18 0.1?F/25V Capacitors GRM188R71E104KA01D 603 Murata 5 C5, C6, C7 22?F/6.3V Capacitors GRM31CR60J226KE19 1206 Murata 2 C8, C9 10?F/25V Capacitors GRM31CR61E106KA12 1206 Murata 1 C10, C12 2.2nF Capacitors GRM188R71H222JA01 603 Murata 2 C11 560pF Capacitor GRM188R71H561KA01 603 Murata 1 C13, C14 22pF Capacitors GRM1885C1H220JA01 603 Murata 2 C15 1nF Capacitor GRM18871H102KA01 603 Murata 1 C16 4.7?F/6.3V Capacitor GRM188R60J475KE19B 603 Murata 1 C19 0.22?F/10V Capacitor GRM188R71A224KA01 603 Murata 1 C20 0.01?F Capacitor GRM188R71H103KA01J 603 Murata 1 D1, D2 30V, 500mA Schottky diodes MBR0530 SOD123 ON Semiconductor 2 D3 40V, 3A Schottky diode MBRS340 SMC ON Semiconductor 1 D4 40V, 2A Schottky diode MBRS240 SMB ON Semiconductor 1 L1, L2 4.7?H Inductors IHLP2525-CZ 6.86mm x 6.47mm x 3.18mm Vishay 1 R1, R11 100kΩ Resistors SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 2 R2 6.8Ω Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R3 4.7Ω Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R4, R8, R10 1.18kΩ Resistors SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 3 R5, R9 27.4kΩ Resistors SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 2 R6 10kΩ Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R7 12.7kΩ Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R12 2.2Ω Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R13 6.19kΩ Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 R14 8.76kΩ Resistor SMD, 1%, 0.125W 603 Vishay 1 U1 MAX5073 Dual buck converter MAX5073ETI+ 32-TQFN_EP (5mm x 5mm) Maxim 1
实际测量电路获得的数据给出了器件的效率指标，详细内容参见表2和表3。
表2. VOUT2禁止时的效率指标
fSW = 2MHz、LOUT = 4.7?H、COUT = 22?F/6.3V (陶瓷电容)
VIN (V) IIN (A) VOUT1 (V) IOUT1 (A) Efficiency (%) 14.007 0.065732 3.3371 0.1018 36.8973371 14.010 0.183690 3.3339 0.5122 66.3542117 14.005 0.267750 3.3321 0.8032 71.3722082 14.007 0.329490 3.3309 1.0112 72.9812485 14.005 0.449290 3.3298 1.4007 74.1230723 14.002 0.584520 3.3281 1.8203 74.0201375 14.001 0.650260 3.3267 2.0150 73.6279304
表3. VOUT1禁止时的效率指标
fSW = 2MHz、LOUT = 4.7?H、COUT = 22?F/6.3V (陶瓷电容)
VIN (V) IIN (A) VOUT2 (V) IOUT2 (A) Efficiency (%) 14.008 0.044533 2.5350 0.1075 43.6845979 14.008 0.067144 2.5337 0.2049 55.1967881 14.003 0.087638 2.5337 0.3010 62.1452787 14.004 0.109076 2.5337 0.4003 66.3986847 14.005 0.133680 2.5337 0.5122 69.3178710 14.005 0.155350 2.5338 0.6097 71.0058542 14.008 0.255976 2.5334 1.0001 70.6597037
在稳定性方面，图2和图3所示为每路输出的波特图，详细说明了每路输出的增益和相位。
图2. 3.3V/1.4A VOUTPUT波特图
图3. 2.5V/0.6A VOUTPUT波特图
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