MAX15068電源模塊的定義及工作原理分析
MAX15068是一款高電壓、同步降壓DC-DC模塊,集成MOSFET和電感,支持7.5V-60V寬輸入電壓范圍,輸出電壓可編程(5V-12V)。模塊輸出電流達20OmA,EN/UVLO(使能/欠壓鎖定)和VCCUVLO(電源電壓欠壓鎖定)引腳用于啟動控制:當這兩個引I腳電壓有效后,內部上電序列會提升誤差放大器參考電壓,實現輸出電壓軟啟動。
模式選擇(MODE)
模塊通過MODE引腳選擇工作模式:
PFM模式:MODE引I腳懸空時,模塊在輕載下工作,追求高效率。
PWM模式:MODE引I腳接地時,模塊在所有負載下工作,適合頻率敏感應用。
模塊上電后,MODE引腳邏輯狀態被鎖存,正常工作時對MODE引腳的電平變化不響應。
PWM模式工作原理
在PWM模式下,模塊輸出電流可為負,適用于頻率敏感應用,且在所有負載下提供固定開關頻率。
PFM模式工作原理
PFM模式下,模塊通過抑制輸出電流實現高效率:
輕載時,模塊輸出電流被限制為60mA(每個時鐘周期),直到輸出電壓升至額定值的102.3%。
輸出電壓達102.3%額定值后,高側開關關閉、低側開關開啟,模塊進入休眠模式(內部大部分模塊關閉,降低靜態電流)。
當輸出電壓降至額定值的101.1%以下時,模塊退出休眠,開啟所有內部模塊,開始輸出能量脈沖,直到輸出電壓恢復至102.3%額定值。
模塊自然退出PFM模式的條件:輸出電流峰值超過60mA(即負載變重)。
輕載時,PFM模式因靜態電流更低,效率高于PWM模式。
內部5V調節器
模塊內置5V電源為內部功能供電,驅動功率MOSFET。
線性調節器輸出(VCC)需通過1μF陶瓷電容旁路至地。
當VCC電壓低于3.8V(典型值)時,欠壓鎖定電路關閉模塊,防止電源啟動/關斷時的振蕩。
使能/欠壓鎖定(EN/UVLO)與軟啟動
使能/欠壓鎖定(EN/UVLO):當EN/UVLO電壓高于1.215V(典型值)時,內部誤差放大器參考電壓開始提升,軟啟動持續3.75ms(典型值),實現輸出電壓平穩上升。
欠壓鎖定(UVLO):EN/UVLO電壓低于1.215V時,關閉所有功率MOSFET,并將輸入靜態電流降至2.2μA(典型值)。
軟啟動:通過外部電阻分壓器調整EN/UVLO電壓,可設定模塊的啟動/關斷閥值(參考電氣特性表)。

電流控制與保護
模塊采用內部補償、固定頻率、電流模式控制方案:
高側開關開啟:內部時鐘上升沿時,高側pMOSFET導通,電感電流上升。
低側開關開啟:高側pMOSFET關閉后,低側nMOSFET導通,電感釋放能量為輸出供電。
過載保護:過載時,周期峰值電流限制通過關閉高側pMOSFET、開啟低側nMOSFET,限制電感峰值電流。
反饋與誤差放大
反饋電壓通過電阻分壓器監測輸出電壓,RESET引I腳在輸出電壓達95.5%調節值后1.9ms,進入高阻態。
內部誤差放大器將反饋電壓與固定內部參考電壓比較,生成誤差電壓,再與電流檢測電壓和斜坡補償電壓的和進行比較,由PWM比較器設置高側pMOSFET的導通時間。
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