低成本用電設備完整方案含12V buck轉換器、PD供電電路

低成本用電設備完整方案含12V buck轉換器、PD供電電路

如圖1所示電路為完備的PD供電電路,具有一個DC-DC轉換器,輸出12V電壓時可提供高達0.85A的電流。MAX5953A內置高邊、低邊功率開關FET,低邊FET不能配置為同步整流二極管。因此,buck轉換器僅使用高邊FET。因為IC內部的限流電路工作時利用低邊FET電流產生的壓降,該電路不具備自動電流限制功能。啟動時,保險絲F1提供短路保護。

???

??? MAX5953具有如下特性：

??? 1.TVS二極管D1用于抑制瞬間尖峰電壓和反向電壓。

??? 2.該電路根據輸入電壓不同工作在三種模式：PD偵測模式、PD分級模式和PD供電模式。使用或沒有使用二極管電橋情況下的電壓門限都符合IEEE 802.3af標準。

??? ·在PD偵測模式下,供電設備(PSE)在VIN施加兩個1.4V至10.1V、最小步長為1V的電壓,并記錄這兩點對應的電流測量值。PSE隨后計算V/I,確認25.5k的特征電阻R1是否存在。此模式下,MAX5953A的絕大部分內部電路是關斷的,且偏置電流低于10μA。

??? ·在分級模式下,PSE根據PD的功耗要求對PD進行分級。電阻R2 (255)通知PSE,PD將在最大功率為6.49W至12.95W的3級模式下工作。當電源進入供電模式時,分級電流關斷。

??? ·當VIN上升到38V UVLO門限電壓以上時,MAX5953A進入供電模式并逐漸打開內部MOSFET,抑制浪涌電流。

??? 3.完成開啟過程,且VOUT - VEE = 1.23V時,PGOOD進入漏極開路模式。軟啟動電容C15由內部33μA的上拉電流充電,給DC-DC轉換器提供軟啟動。通過設定分壓電阻R6/R7和1.33V的DCUVLO的電壓門限,DC-DC轉換器在達到VOUT = -30V (相對于V+)以前沒有開始工作。

??? 4.因為3級功率限制最大功率為12.95W,當輸出電壓為12V、電源轉換效率為80%時,負載電流限制在0.85A。

????

??? 熱插拔電路說明

??? UVLO的默認啟動電壓為38.6V,默認關斷電壓約為30V。利用V+和VEE間的分壓電阻(中心抽頭接在UVLO)可以將UVLO的啟動、關斷電壓設置在12V至67V之間的任意值。

??? 達到UVLO門限電壓時,以10μA電流給FET柵極充電,內置FET將緩慢導通。緩慢的導通過程使100μF電容C6的充電電流最小。該電路中,OUT的熱拔插輸出電壓以大約910mV/ms的速率下降,電壓作用到輸入端大約8ms后開始下降,見圖2。?

??? PWM電路說明

??? DC-DC轉換器是典型的buck轉換器,使用內部高邊FET和外部肖特基同步整流二極管。輸入電壓范圍為30V (由DCUVLO的分壓電阻設置)至60V,該范圍對應的降壓比為最小2.5:1至最大5:1,對應的占空比為20%至40%。開關頻率由R4、C4設定為532kHz,以提供最小420ns的導通脈沖寬度,保持低開關損耗。

??? 軟啟動過程包括一下操作時序：限制OPTO反饋電壓使其不要比CSS端電壓高出1.45V,由內部33μA電流源給CSS端電容充電。PGOOD將CSS初始電壓箝位至GND,而當OUT與VEE之間的差值小于1.2V時,熱拔插功能完成,PGOOD釋放。該過程允許啟動時反饋信號緩慢上升,緩慢增大占空比可以避免輸出過沖。啟動時OPTO引腳的上升斜率體現了軟啟動特性(圖3),當VOPTO電壓約為2V時,斜坡電壓處于正常工作狀態(tài)。圖4所示為重載時的情況,圖5所示為輕載時的工作情況。?

????

??? 控制器工作在電壓模式,前饋電壓斜率由R3和C3設定。OPTO信號與RAMP電壓進行比較。

??? 啟動時的輸出電壓過沖

??? 477nF的軟啟動電容(CSS)將過沖電壓降至1%甚至更低,如圖6所示。較小的CSS電容能夠在一定程度上控制上電過程出現的輸出電壓過沖,如圖7所示,當CSS = 100nF時,電壓過沖達到7.7%。更小的CSS可加速啟動過程,但卻增大了上電時的輸出電壓過沖。?

????

??? 電流限制

??? 雖然MAX5953內部集成有高邊和低邊FET,但低邊FET只用于正激或反激電路中的變壓器耦合隔離。高邊、低邊FET同時導通,電流檢測通過檢測低邊FET的壓降實現。因為沒有使用低邊FET,本電路沒有電流檢測功能。發(fā)生短路時,利用保險絲保護MAX5953和其內部調整管FET不受損壞。然而,一旦DC-DC轉換器啟動,保險絲的輸出短路保護作用將很有限,因為保險絲的熱遲滯可能導致通道上的器件損壞。

??? 負載瞬變

??? 圖8所示的負載瞬變情況發(fā)生在從1/2到滿負荷的負載突變。在輸出端接一個固定400mA的負載,并聯一個400mA脈沖負載。如果負載從0mA跳至400mA時,負載電壓在瞬間發(fā)生劇大變化,如圖9;而圖8所示情況負載電壓突變較低,當負載電流高于50mA時幾乎與直流負載無關。

????

??? 轉換效率

??? 轉換效率介于負載電流為250mA時的71%至負載電流為1A時的80.5%。圖10顯示當850mA滿負荷電流時,轉換效率將大于80%。?

????

??? 環(huán)路穩(wěn)定性

??? 電壓模式控制環(huán)路存在兩個極點：4.1kHz LCOUT (L1、C9)諧振頻率,和一個由于COUT的低ESR產生的高于4MHz的零點。使用3類環(huán)路補償可使單位增益帶寬高于LCOUT的諧振頻率。兩個零點設置為2.1kHz (R9、C14)和4.1kHz (R11、C15),補償LCOUT的兩個諧振極點,兩極點置于20kHz (R9、C13)和125kHz (R10、C15)。從圖11控制環(huán)路波特圖可以看出,單位增益頻率為19.4kHz,相位裕量為59°。

???

??? 應用

??? 這個簡單的降壓轉換器非常適合PD應用,低成本的非變壓器耦合結構,唯一的不足是短路情況下有可能出現保護失效。

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現在汽車外出，想利用12V的電瓶給手提供電，不知哪種方案更好，更可行？請師傅們給點建議！現在手提用電池情況：筆記本的電池電壓是10.8V筆記本的交流電源電壓是20V按理論來講的話筆記本可以接受11V

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調節(jié)。特性單個 12V 1A 輸出Fly-Buck 轉換器設計、初級側調節(jié)、采用 TPS2378 的緊湊型解決方案40V 至 57V 的寬輸入電壓范圍提供 12W 的電源功率和 85% 的峰值效率

2022-09-22 06:41:00

雙向轉換器控制方案的選擇

需求可以說是一個相當復雜的任務，需要數字控制方案的智能。因此，當領先的汽車制造商和一級供應商開始開發(fā)48V-12V雙向電源轉換器時，大多數都采用了全數字方法。全數字解決方案成本昂貴，因為它們需要許多離散

2017-04-06 11:33:12

雙路輸出Fly-Buck轉換器含物料清單和原理圖

描述此參考設計是一種擴展工業(yè)輸入電壓范圍為 12V 至 36V 的隔離式 Fly-Buck 轉換器。它提供兩個輸出：+17V/45mA 和 -17V/30mA。主要特色單輸入 - 雙路雙極型輸出已構建完成并通過測試，包含測試報告此隔離式設計的輸入工作電壓為 24V 工業(yè)總線電壓

2018-12-20 15:29:59

可用于3 類 PoE的低成本非隔離型轉換器PMP4679技術資料下載

描述用于 3 類 POE 應用提供 12V/0.95A 輸出的低成本非隔離型轉換器。PMP4679 接受介于 37 到 57Vac 之間的輸入電壓。此設計組合使用 TPS23750 IEEE 802.3af PD 控制器和集成 DC/DC 控制器。

2018-07-24 07:07:55

基于4開關降壓升壓轉換器的USB供電設計

轉換范圍、正極性、高能效和小尺寸方案。安森美半導體用于USB供電和USB-C應用的NCP81239 4開關降壓-升壓控制器可以驅動4個開關，使轉換器能夠降壓或升壓，并支持用戶滿足USB供電（PD）規(guī)格

2019-07-16 06:44:27

基于4開關降壓升壓轉換器的USB供電設計

2020-10-30 09:04:18

基于TPS55289的USB PD及無線充電解決方案

外觀設計，同時也讓其使用變得更加高效便捷。TI新推出的降壓/升壓轉換器TPS55289性能極佳，為個人電子設備中的USB PD及無線充電等相關應用提供了解決方案，TPS55289的優(yōu)勢體現在：能夠支持最高

2022-11-03 06:08:30

基于UCC2897A的12V/5A/60W 輸出高功率 PoE 轉換器包含BOM，PCB文件及光繪文件

描述此轉換器提供 12V/5A 的高功率 PoE 輸出。TPS2379 PD 控制器允許使用外部熱插拔 FET 以提高效率。UCC2897A PWM 控制器用于實施高效的有源鉗位正向轉換器。

2018-08-01 09:07:18

基于tl494的dcdc 12v轉24v的轉換器

我想做一個基于tl494的dcdc 12v轉24v的轉換器在升壓線圈這里遇到了問題，請高手指點打紅圈這里怎么做，請跟我分析哈這個電路的缺陷，先謝過！

2013-03-23 18:05:01

多路電壓系統供電方案

1.【方案介紹】本方案供電方案解決的是：±15V給一個OP運放進行雙電源供電，12V是給系統的負載供電，3.3V是系統的控制電路430單片機供電。方案用WEBENCH軟件自動生成，具有低成本，高質量

2018-09-18 14:23:55

如何將0~-12v正弦波轉換為±12v正弦波

如題，如何將0~-12v正弦波轉換為±12v正弦波。附圖為最初的設計方案，并沒有達到輸出要求，望各位大俠幫忙指導，在此謝過！附圖中，op±12v實際為±15V供電電源。

2015-08-04 15:11:15

實現偏置電源的方法：線性，降壓轉換器或反激轉換器

轉換器中定制的變壓器會太大。在這種情況下，由于使用標準電感器，因此降壓轉換器（例如圖3中的PMP9087）是低成本偏置電源解決方案的更好選擇。此外，由于PSR控制器的逐周期電壓感測特性，使用PSR控制器

2020-09-07 16:46:57

帶12V隔離輔助采用LTC4267的演示電路DC1145B

采用LTC4267的演示電路DC1145B提供完整的IEEE 802.3af有源器件（PD）接口和0.9A電源隔離12V電源解決方案，用于以太網供電（PoE）應用

2019-04-02 09:35:15

新手求12V升40V DC-DC升壓轉換器

本帖最后由 xiaochezi 于 2015-5-14 19:32 編輯現在需要一個DC升壓轉換器，輸入12V，輸出40V左右，輸出電流幾十個mA即可，最好能在面包板上使用。。。

2015-05-14 17:40:00

無需變壓器的低成本非隔離式ACDC降壓轉換器方案

【關鍵詞摘要】非隔離 AC/DC 電源芯片 XD308H BUCK電路無變壓器 220V轉5V220V轉12V 220V轉24V 380V轉5V 380V轉12V 380V轉24V【概述】非隔離

2017-09-02 16:05:41

有低成本12V1A的開關電源設計方案嗎？

我想設計個12V1A的開關電源，要低成本！我想用THX203H這個芯片用變壓器，但我老板想用個非隔離的更省錢的，大家有沒有更好的方案呢？一般非隔離的也有非隔離變壓器吧？203這個電路也夠簡單的，估計想再省錢的方案很少了吧？

2019-10-09 09:11:11

求DC 12V-24V 輸入，恒壓12V輸出的方案？

`如題，我需要DC 電壓從12V到24V 之間波動，但輸出恒壓12V的方案？成本需要在5元之內。求大神給個方案，在線等`

2016-07-04 08:49:59

用于 PoE 應用的 5V、2A 低成本反激轉換器

`描述該轉換器用于需要低成本的 3 類 PoE 應用。通過采用二極管整流器的反激拓撲可以獲得尺寸和效率合理的低成本轉換器。TPS23753A 包含基于 PoE 的器件和 PWM 控制器功能。`

2015-04-14 10:08:29

用于 PoE 應用的低成本 12V/1A 反激轉換器

`描述該轉換器用于 3 類 PoE 應用。采用二極管整流器的反激式轉換器成本低、效率高。該轉換器非常適合 IP 安全監(jiān)控相機等 PoE 應用。TPS23753A 包含基于 PoE 的器件和 PWM 控制器功能。`

2015-05-06 17:13:05

用于PoE應用的5V、2A低成本反激轉換器參考設計

非同步反激2A輸出時為5V低成本使用TPS23753A IEEE 802.3-2005 PoE PD和PWM控制器小板尺寸該電路經過全面功能測試，建議用于新設計

2022-09-27 07:16:59

綠色POL DC/DC轉換器設計

板支架供電。然而，這些電路板上的大多數分支電路或集成電路要求在低于 1V 至 3.3V 的電壓范圍內工作，電流范圍為數十毫安至數十安培。因此，需要負載點 (POL) DC/DC 轉換器將 24V、12V

2019-05-13 14:11:41

脈沖電平轉換5V/12V

本帖最后由 gk320830 于 2015-3-8 10:46 編輯請教一下我想買個電子產品實現脈沖電平轉換5V/12V。初步考慮使用DC/DC轉換器。但是這種轉換器主要用于開關電源

2013-03-06 10:15:37

調試TPS23754：POE供電PD輸出12V但帶載能力不行

最近在調試TI的TPS23754,遇到個問題：POE供電PD輸出12V,帶載能力不行。200MA就帶不起來了。誰能給點建議。謝謝

2018-08-27 19:23:20

超級電容備用電源電路高效單轉換器解決方案

的總體解決方案尺寸。該設計還提供一個有源電池平衡電路。此配置已經過測試，附帶完整的測試報告和運行說明。主要特色從主電源自動無縫轉換到備用電源運行有源電池均衡可根據備用電源需求來選擇備用電容器類型和尺寸輸出功率高達 15 瓦小型、高效單轉換器解決方案支持連接到弱電源的脈沖式負載

2018-11-09 14:51:19

適用于 12V/48V 汽車系統的雙向直流/直流轉換器參考設計

`描述TIDA-01168 參考設計是一款四相、雙向直流/直流轉換器開發(fā)平臺，適用于 12V/48V 汽車系統。此系統使用兩個 LM5170-Q1 電流控制器和一個 TMS320F28027F

2019-01-23 11:44:09

適用于音頻應用的高效低成本升壓轉換器設計方案

描述這款高效低成本升壓轉換器基于 5V 輸入提供 +15V@1A 輸出。大輸出電容使其適用于具有大型瞬態(tài)負載的應用，如音頻。

2018-09-06 09:17:05

逆變器中隔離式柵極驅動器的四輸出Fly-Buck轉換器

小型尺寸，是使用反激式或推挽式轉換器的價格低廉且更高效的解決方案。在每個輸出端，負載為 100mA 時，效率高達 88%。主要特色簡單、BOM 數目少且成本低廉的設計無外部環(huán)路補償現成的磁體無需鉗位

2018-11-19 11:57:06

選擇雙向轉換器的控制方案

2022-11-14 07:26:50

采用4開關降壓-升壓轉換器的USB供電設計

2018-10-30 09:05:44

面向1類PoE PD應用的隔離式同步反激轉換器設計方案

描述此轉換器用于需要隔離的 1 類 PoE PD 應用。由主變壓器驅動的同步整流器提供高效率和低成本。此轉換器非常適合低成本 IP 電話應用主要特色隔離式 3.3V/900mA 輸出可選非隔離輸出連接同步整流器可實現高效率小尺寸組合了 TPS23753A 的 PD/PWM 控制器

2018-08-27 10:01:00