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摘要：讨论了MAX1715在移动通信平台中的应用方法，电路设计，参数计算及实验电路和实验结果。 关键词：移动通信平台；双路电源控制器；自动脉宽跳变；强制PWM模式
0 引言 专用移动通信平台（Especial Mobile Platform），简称EMP，是专门为特殊用户设计的，EMP可以使这些用户充分利用现有的蜂窝移动通信网的网络资源来传输他们的业务，从而节省了重新建网的费用和时间。EMP要求体积小，重量轻，功耗小，供电灵活，适应车载，具备“动中通信”条件，能适应部队、武警、公安、交通等部门和行业的使用需求。在EMP中常同时需要5V，3.3V，15V，以及可调的多路小功率直流电源以满足数据，语音，传真，短消息，全球定位等业务的需要。我们采用MAX1715设计了EMP的供电电路很好地满足了用户的需求。 1 MAX1715的工作模式[1] MAX1715中的MAXIM专有技术——快速PWM脉宽控制，是为宽输入输出电压比，负载快速变化时保持工作频率和电感工作点不变而设计的。快速PWM脉宽控制克服了电流模式控制中，固定频率控制带来的负载瞬态响应差的问题，并且克服了传统的常开通时间和常关闭时间的大范围变频PWM控制带来的问题。MAX1715还提供100ns常开通时间，从而在负载响应时保持相对稳定的开关频率。 如图1所示，快速PWM脉宽控制是一个伪固定频率，具有电压前馈控制的常开通时间电流模式控制。它依靠输出滤波电容的ESR做电流检测电阻，输出纹波电压提供PWM坡度信号。控制算法比较简单：上面开关的开通时间只是由一个单稳态电路来决定，该单稳态电路的工作期和输入电压成反比，而和输出电压成正比。另外一个单稳态电路设定最小的关断时间（典型值是400ns）。如果误差比较器输出低，开通时间单稳态电路被触发。
图 1 MAX1715的 快 速 脉 宽 控 制 逻 辑 图 MAX1715的PWM控制器具有自动的脉宽跳变模式和强制PWM模式两种工作模式。 1.1 自动的脉宽跳变模式 对于跳变模式（脉宽跳变控制端SKIP置低，见图2），轻载时MAX1715自动由PWM控制跳变到PFM控制，这种跳变由一个比较器来决定，在电感电流过零时，该比较器截断了下端开关的开通时间。这种控制方式使脉宽跳变到PFM运行和脉宽不跳变的PWM运行的转折点对应于连续和不连续的电感电流转折点。这个转折点和蓄电池电压的关系不大，对于7V到24V的蓄电池电压，这个转折点基本保持不变。如果使用软饱和电感，PWM到PFM的转折点电流更小。
图2 MAX1715的 实 验 电 路 因为轻载时脉宽跳变，开关波形可能出现噪声和不同步，但是效率高。要在PFM噪声和效率间达到平衡就要改变电感值。通常，低电感值（假定线圈电阻保持恒定）在负载曲线中可以得到更宽的高效范围；高电感值在重载时效率高（假设线圈电阻恒定）并且输出纹波小。高电感值还意味着体积更大，和降低负载瞬态响应（尤其是在低输入电压时）。 直流输出的准确性由跟踪误差的水平来决定，电感电流连续时要比不连续时对纹波的调整性要高50％。电感电流不连续时如果有斜坡补偿，则直流电压的调整率还可以提高1.5％。 1.2 强制PWM模式 在低噪声的强制PWM模式时，控制下端开关开通时间的过零比较器不工作。这使下端开关的波形和上端开关的波形互补。因为，PWM环要保持占空比为VOUT/VIN，所以，轻载时电感电流反向。强制PWM模式的好处是保持频率为常数，坏处是空载时电池电流有10mA到40mA，这由外部MOSFET决定。 强制PWM模式对提高负载瞬态响应，减小音频噪声很有好处，还能提高动态输出电压调整时所需的吸收电流能力，提高多路输出时的调整能力。 2 MAX1715的参数计算 我们设计的移动通信平台电路参数如下： 输入电压 VIN=8～14.5V； 输出电压 VOUT1=3.3V，VOUT2=5V； 蓄电池 5×1.2V=6V，容量为2.8A·h； 纹波系数 LIR=0.35； 负载电流 3A； 开关频率 第一路345kHz，第二路255kHz； MOS管 IRF7313，导通电阻RDS=0.032Ω，最大导通电阻RDS(MAX)=0.046Ω，VDSS=30V，CRSS=130pF。 在确定开关频率和电感工作点（纹波比率）前，先确定输入电压范围和最大负载电流。尖峰负载电流会对元器件的瞬态应力和滤波要求产生影响，并因此决定了输出电容选择，电感饱和率和限流电路的设计。连续负载电流决定了温度应力，并因此决定了输入电容及MOSFET的选择和其他要考虑热效应的器件的选择。一般设计连续负载电流是尖峰负载电流的80％。 电感工作点也是效率和体积的折中，最小的最优电感使电路工作在导通关键点的边际（每个周期在最大负载电流时，电感电流刚好过零）。MAX1715的脉宽跳变算法在每个关键导通点启动跳变模式。所以，电感的运行点也决定了PFM/PWM模式转换的负载电流。最优的点是20％到50％电感电流间，所以，我们取LIR为0.35。 2.1 电感选择 开关频率和电感运行点〔纹波(％)即纹波系数LIR〕决定了电感值，电感的直流电阻要小，以减小电感的损耗。最好选择铁心电感，并且磁芯要足够大，以保证在尖峰电感电流时不会饱和。低电感值使电感电流上升较快，在负载突变时补充输出滤波电容上的电荷，瞬态响应快。 第一种输出的电感为L1（对应图2中的L8），第二路输出的电感为L2（对应图2中的L9），当VIN取10V时其计算值如下： L1= 取标称值6.8μH； L2= 取标称值6.8μH。 IPEAK=ILOAD(MAX)＋(LIR/2)×ILOAD(MAX)=（3/0.8）＋(0.35/2)×（3/0.8）=4.41A 2.2 确定限流 限流的下限电流值等于最小限流门限（范围由50mV到200mV）除以下端MOSFET的最大通态电阻,这个最大通态电阻是考虑了每℃增加0.5％的值。 限流的方法有两种：一种是将脚3ILIM接脚21VCC（见图2），对应的限流门限是默认值100mV；另一种是由限流电路内部5μA电流源和ILIM外接电阻调限流门限（电阻范围由100kΩ到400kΩ），内部实际的限流门限是ILIM端电压的1/10。则限流电阻RLIMIT为 RLIMIT=ILOAD(MAX)×RDS(MAX)×10/(5×10－6)=(3/0.8)×0.046×107/5=345kΩ 取标称值280kΩ。 2.3 输出电容选择 输出电容（对应图2中C35及C41）的选择主要看ESR和耐压值而不仅仅看电容值。输出电容必须有足够小的ESR，以满足输出纹波和负载动态响应的需要；同时又必须有足够大的ESR以满足稳定性的需要。电容值也要足够大以满足满载到空载转换时吸收电感储能的需要，否则，过电压保护会触发。 在有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来防止负载瞬态响应时输出电压太低。如VDIP是瞬态输出电压，则ESR≤VDIP/ILOAD(MAX)。 在没有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来保持输出电压纹波的水平。如Vp-p是电压纹波，则 ESR≤Vp-p/(LIR×ILOAD(MAX)) 输出电容引起的不稳定工作体现在两个方面：双跳动和反馈电路不稳定。双跳动是由于输出噪声或ESR电阻太小使输出电压信号没有足够的坡度。这“欺骗”了误差放大器在400ns的最小死区后产生一个新的周期。电路不稳定是指在电源或负载扰动时产生振荡，这将触发输出过压保护或使输出电压降到设定值以下。稳定性由相对开关频率的ESR零点决定，电容的零点频率必须低于开关频率f决定的稳定点fESR。 fESR=f/π，fESR= 我们选择了ESR零点频率低的钽电容，其电容值为330μF。 2.4 输入电容选择 输入电容（对应图2中C39，C40）主要是要满足抑制开关产生的纹波电流（IRMS）的需要。 IRMS=IOLAD 采用陶瓷电容，铝电容比较合适，因为，它们的电阻能抑制开通时的浪涌电流。我们选用了10μF的铝电解电容和10nF的陶瓷电容。 2.5 MOSFET选择 注意最大输入电压时的导通损耗和开关损耗之和不超过封装热限制。选择下端的MOSFET也应尽量具有小的导通电阻，虽然，下端MOSFET在最大输入电压时电阻上的功率损耗最大，但是，在Buck电路中下端的MOSFET是零电压开关，所以，下端的MOSFET导通损耗不是问题，还可以在下端开关管上并一个肖特基二极管，以防止下端开关管的体二极管在死区时间导通。 最坏导通损耗在占空比极限时产生。上端MOSFET在最小输入电压时的导通损耗最大，在最大输入电压时开关损耗最大，即 导通损耗PRDS= 开关损耗PS= 3 实验结果 MAX1715由于没有电流检测电阻，并且有快速PWM控制和自动的脉宽跳变模式，所以，其效率相对其他应用电路更高，我们设计的电路实验效率达到了97％。电路图如图2所示。 4 结语 本文分析了MAX1715的原理及特点，并将其应用到移动通信平台中，满足了EMP多路供电要求，并且满足了体积小，重量轻，辐射小，供电灵活，效率高的要求，取得了较好的结果。 |
移动通信平台中使用的双路电源控制器MAX1715
=
=4.88μH
=
=7.47μH
/VIN=3
/10=1.5A
×RDS=
×32×0.046=0.2588W
=
=0.0283W
- 电源(244067)
- MAX1715(5166)
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怎么基于MAX9930实现RF控制器和检波器？
摘要：MAX9930-MAX9933系列RF控制器和检测器适用于各种应用，其中，通过光纤传输有线电视信号（CATV）是该系列器件非常理想的应用之一，利用RF控制器或RF检测器控制互阻放大器（TIA）的增益。本文介绍了如何使用MAX9930构成RF控制器或检波器。
2019-08-26 06:27:06
怎么实现燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台？
本文基于Matlab/Simulink RTW 和XPC Real-time Target实时仿真平台，配合PCI数据采集卡底层软件的开发和信号调理装置硬件设计，系统地实现了燃料电池汽车整车控制器仿真测试平台。利用该平台可以对整车控制器硬件电气特性、底层软件平台和控制算法等进行测试。
2021-05-14 06:04:10
步进电机驱动控制器介绍
01步进电机驱动控制器步进电机驱动器作为实验装置可控的部分，能够提供自动测量的方法。前面已经有两款步进电机驱动器：SH-20403AXIS12双轴蓝牙移动框架基于ESP8266WiFi步进电机控制
2021-08-31 08:32:52
点胶控制器的特点是什么？
点胶控制器又被称为手动点胶机和半自动点胶机，其结构主要有，控制器部分以及一个开关部分外加一个手持出胶针筒。控制器部分可以控制气压的大小，出胶时间的设定，胶水的回吸等功能设定。常见的配比设备主要是自动点胶机带有机械移动平台的设备，提高了使用效率。
2019-10-25 09:11:09
热插拔控制器MAX5920电子资料
MAX5920A/MAX5920B为热插拔控制器，允许将板卡安全地插入工作的背板里。MAX5920A/MAX5920B工作在-20V至-80V，非常适合于-48V电源系统。这些器件引脚和功能与LT4250兼容，且引脚...
2021-04-20 06:39:48
用于LAN供电系统的四端口网络电源控制器MAX5945资料分享
概述:MAX5945四路网络电源控制器设计用于与IEEE® 802.3af兼容的供电设备(PSE)。器件提供用电设备(PD)探测、分级、限流以及直流和交流负载断开探测。MAX5945可用于终端PSE
2021-05-17 06:01:31
电机驱动控制平台中的滑膜算法与鲁棒控制
随着自动化技术应用的越来越广泛，很多工科专业都要学习电机控制，但由于学校课堂及实验室场地及设施的局限，无法针对每种电机配备相应的驱动控制器，制约了高校电机教学的质量。本公司针对这些问题开发的电机驱动
2018-08-18 08:41:59
电流模式PWM控制器MAX17499资料推荐
-72VDC的通信电压。可编程开关频率高达625kHz，为电流模式PWM控制器,包含了宽输入电压绝缘和非绝缘电源所需的所有电路。 它包含所有的控制电路的宽输入电压隔离和非隔离式电源设计要求。故谓“无功功率
2021-04-16 07:42:14
自循环5路控制器
、4017数字芯片，做了一个自循环5路数字控制器，使用效果很好，可靠性很高，成本低。原理图如下：图中，继电器用JQS型，直流电源，要使用2个变压器或一个变压器2路交流输出，一个用于数字电路，电压
2014-04-06 19:23:10
设计一个十字路***通灯控制器
设计一个十字路***通灯控制器。用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西方向的十字路***通信号控制情况。东西向通行时间为80s，南北向通行时间为60s，缓冲时间为3s（增加真行、左转、右转分别设置
2019-03-23 16:22:31
设计案例 - USB Type-C控制器，可实现高达100W的功率和角色交换
USB Type-C控制器，符合最新的USB Type-C和PD标准。RT1715集成了一个完整的Type-C收发器，包括Rp和Rd电阻。它执行USB Type-C检测，包括连接和定向。RT1715
2018-11-29 11:04:09
采用低功耗微控制器的键盘控制器设计方案
描述此参考设计介绍了如何实施采用 MSP430 的低成本、高灵活性、模块化键盘控制器。提供 MSP430F5529 和 MSP430G2744 的示例，包含支持性 I2C 和 USB。主要特色 支持
2018-11-16 16:53:47
降压控制器MAX17007A电子资料
概述：MAX17007A采用节省空间的28引脚、4mmx4mm薄型QFN封装，底部带裸焊盘。MAX17007A是双通道QuICk-PWM™降压控制器，为电池供电系统提供通用电源。
2021-04-13 06:07:18
高效双5V/3A双路同步降压型开关稳压控制器
LTC1438CG高效双5V / 3A，3.3V / 3.5A降压型稳压器的典型应用电路。 LTC1438是一款双路同步降压型开关稳压控制器，可在可锁相的固定频率架构中驱动外部N沟道功率MOSFET
2020-06-14 16:08:35
在虚拟仪器LabVIEW平台中串行通信模块的应用
在虚拟仪器LabVIEW平台中串行通信模块的应用:本文介绍了虚拟仪器LabVIEW平台中含有的串行通信模块的应用,通过运用该模块,两台PC机、PC 机与单片机、PC 机与带有串口的测试仪器之间
2009-09-26 10:44:06
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66Agilent安捷伦66319D双路移动通信用直流电源
Agilent 66319D双路移动通信用直流电源，包含电池仿真和 DVM 功能是德科技（安捷伦）66319D双输出移动通信直流电源提供两路输出，用于测试主电池电源和电池充电器电路
2023-08-14 16:36:56
MAX1999双路升压型开关模式电源(SMPS)控制器
该MAX1777/MAX1977/MAX1999双降压， 开关模式电源(SMPS)的控制器生成 在电池供电系统的逻辑电源电压。该 MAX1777/MAX1977/MAX1999包括两个脉冲宽度 调制(PWM)控制器，可调节从2V至5.5V 或固定在5.0V和3.3V。
2009-01-01 01:12:30
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可信计算平台中怎样去加入rfid技术
适用于RFID在可信计算平台中的接入与对等关系的数据安全通信，可以在无线局域网与互联网络中使用。对于不同安全级别要求的RFID产品要求使用各种强度的密码技术。
2019-12-20 17:30:02603
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MAX1715EEI PMIC - 稳压器 - DC DC 开关式控制器
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2023-02-02 19:17:15
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