前端“预升压” 美信车载电源系统供电设计
(式4)
其中,VFB(MIN) = 0.985V,VFB(MAX) = 1.015V。
按照规格书推荐,外部时钟频率必须高于MAX16952内部时钟频率的1.1倍。由于我们采用2MHz外部时钟同步MAX16952的开关频率,须合理选择内部振荡器阻抗R16,控制内部开关频率《1.8MHz。本设计中,R16选择为30kΩ。为确保MAX16952开关频率固定在2MHz,必须避免发生电压跌落。MAX16952只有在关断时间(tOFF)》100ns (典型值)时,才可避免电压跌落的情况,这意味着系统不能超出最大占空比:
(式5)
考虑到降压转换器的效率为90%,保证工作在2MHz固定开关频率的最小输入电压(OUTA)是:
(式6)
这意味着OUTA电压不能低于11.11V阈值。为保证OUTA电压始终高于11.11V,当电池电压(IN节点)低于11.5V时,需要开启MAX15005工作(考虑到L1、D2肖特基二极管的压降,留出大约390mV的裕量)。
达到40V抛负载峰值电压时,OUTA达到其高压点,MAX16952必须将输出电压稳定在8V。因此,发生抛负载期间,MAX16952占空比为:
(式7)
MAX16952的最小开启时间(tON)为80ns,因此最小占空比(2MHz开关频率下)为:
(式8)
0.16最小占空比可确保抛负载条件下(输入电压高达40V时)提供稳定的8V输出。
2、电感和电流检测
图3. MAX16952电感电流。
使用大电感可以降低电感电流峰值,提高降压转换器的效率;但也占用更大的电路板(PCB)面积,降低负载调整率。一种可以接受的折中方法是选择适当的电感值,使LIR (电感AC电流峰-峰值与DC平均电流的比值) ≤ 0.3。基于图3,利用下式计算:
(式9)
(式10)
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