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MAX15068电源模块的定义及工作原理分析
北京123 | 2025-10-14 15:57:27    阅读:87   发布文章

MAX15068是一款高电压、同步降压DC-DC模块,集成MOSFET和电感,支持7.5V-60V宽输入电压范围,输出电压可编程(5V-12V)。模块输出电流达20OmA,EN/UVLO(使能/欠压锁定)和VCCUVLO(电源电压欠压锁定)引脚用于启动控制:当这两个引I脚电压有效后,内部上电序列会提升误差放大器参考电压,实现输出电压软启动。

模式选择(MODE)

模块通过MODE引脚选择工作模式:

PFM模式:MODE引I脚悬空时,模块在轻载下工作,追求高效率。

PWM模式:MODE引I脚接地时,模块在所有负载下工作,适合频率敏感应用。

模块上电后,MODE引脚逻辑状态被锁存,正常工作时对MODE引脚的电平变化不响应。

PWM模式工作原理

在PWM模式下,模块输出电流可为负,适用于频率敏感应用,且在所有负载下提供固定开关频率。

PFM模式工作原理

PFM模式下,模块通过抑制输出电流实现高效率:

轻载时,模块输出电流被限制为60mA(每个时钟周期),直到输出电压升至额定值的102.3%。

输出电压达102.3%额定值后,高侧开关关闭、低侧开关开启,模块进入休眠模式(内部大部分模块关闭,降低静态电流)。

当输出电压降至额定值的101.1%以下时,模块退出休眠,开启所有内部模块,开始输出能量脉冲,直到输出电压恢复至102.3%额定值。

模块自然退出PFM模式的条件:输出电流峰值超过60mA(即负载变重)。

轻载时,PFM模式因静态电流更低,效率高于PWM模式。

内部5V调节器

模块内置5V电源为内部功能供电,驱动功率MOSFET。

线性调节器输出(VCC)需通过1μF陶瓷电容旁路至地。

当VCC电压低于3.8V(典型值)时,欠压锁定电路关闭模块,防止电源启动/关断时的振荡。

使能/欠压锁定(EN/UVLO)与软启动

使能/欠压锁定(EN/UVLO):当EN/UVLO电压高于1.215V(典型值)时,内部误差放大器参考电压开始提升,软启动持续3.75ms(典型值),实现输出电压平稳上升。

欠压锁定(UVLO):EN/UVLO电压低于1.215V时,关闭所有功率MOSFET,并将输入静态电流降至2.2μA(典型值)。

软启动:通过外部电阻分压器调整EN/UVLO电压,可设定模块的启动/关断阀值(参考电气特性表)。

image.png

电流控制与保护

模块采用内部补偿、固定频率、电流模式控制方案:

高侧开关开启:内部时钟上升沿时,高侧pMOSFET导通,电感电流上升。

低侧开关开启:高侧pMOSFET关闭后,低侧nMOSFET导通,电感释放能量为输出供电。

过载保护:过载时,周期峰值电流限制通过关闭高侧pMOSFET、开启低侧nMOSFET,限制电感峰值电流。

反馈与误差放大

反馈电压通过电阻分压器监测输出电压,RESET引I脚在输出电压达95.5%调节值后1.9ms,进入高阻态。

内部误差放大器将反馈电压与固定内部参考电压比较,生成误差电压,再与电流检测电压和斜坡补偿电压的和进行比较,由PWM比较器设置高侧pMOSFET的导通时间。


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