MAX5073雙通道降壓轉換器工作于2MHz開關頻率的參考設

本文給出了采用MAX5073雙通道降壓型轉換器、工作于2MHz開關頻率下的詳細參考設計。該設計可用于電路板空間受限的應用，因為較高的開關頻率允許采用更小尺寸的無源元件。此外，該電源解決方案可用于汽車電子(帶有拋負載保護)，即需要開關頻率工作在AM調頻波段以外的產品。例如，汽車儀表盤和信息娛樂系統。

該參考設計的關鍵規格在下面列出，并給出了應用所需的詳細原理圖(圖1)及材料清單(表1)。

規格

• 輸入電壓：5.5V至16V
• 第1路轉換器輸出電壓 = 3.3V/2A (最大值)
• 第2路轉換器輸出電壓 = 2.5V/1A (最大值)
• 每路轉換器的開關頻率(fSW) = 2MHz
• 環境溫度(TA) = -40°C至+85°C

詳細電路圖(PDF)
圖1. MAX5073參考設計

表1. 材料清單

Designator	Value	Description	Part	Footprint	Manufacturer	Quantity
C1	100μF/35V	Capacitor	EEVFK1V101P	8mm x 10.2mm	Panasonic	1
C2, C3, C4, C17, C18	0.1μF/25V	Capacitors	GRM188R71E104KA01D	603	Murata	5
C5, C6, C7	22μF/6.3V	Capacitors	GRM31CR60J226KE19	1206	Murata	2
C8, C9	10μF/25V	Capacitors	GRM31CR61E106KA12	1206	Murata	1
C10, C12	2.2nF	Capacitors	GRM188R71H222JA01	603	Murata	2
C11	560pF	Capacitor	GRM188R71H561KA01	603	Murata	1
C13, C14	22pF	Capacitors	GRM1885C1H220JA01	603	Murata	2
C15	1nF	Capacitor	GRM18871H102KA01	603	Murata	1
C16	4.7μF/6.3V	Capacitor	GRM188R60J475KE19B	603	Murata	1
C19	0.22μF/10V	Capacitor	GRM188R71A224KA01	603	Murata	1
C20	0.01μF	Capacitor	GRM188R71H103KA01J	603	Murata	1
D1, D2	30V, 500mA	Schottky diodes	MBR0530	SOD123	ON Semiconductor	2
D3	40V, 3A	Schottky diode	MBRS340	SMC	ON Semiconductor	1
D4	40V, 2A	Schottky diode	MBRS240	SMB	ON Semiconductor	1
L1, L2	4.7μH	Inductors	IHLP2525-CZ	6.86mm x 6.47mm x 3.18mm	Vishay	1
R1, R11	100kΩ	Resistors	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	2
R2	6.8Ω	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R3	4.7Ω	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R4, R8, R10	1.18kΩ	Resistors	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	3
R5, R9	27.4kΩ	Resistors	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	2
R6	10kΩ	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R7	12.7kΩ	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R12	2.2Ω	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R13	6.19kΩ	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
R14	8.76kΩ	Resistor	SMD, 1%, 0.125W	603	Vishay	1
U1	MAX5073	Dual buck converter	MAX5073ETI+	32-TQFN_EP (5mm x 5mm)	Maxim	1

實際測量電路獲得的數據給出了器件的效率指標，詳細內容參見表2和表3。

表2. VOUT2禁止時的效率指標
fSW = 2MHz、LOUT = 4.7μH、COUT = 22μF/6.3V (陶瓷電容)

VIN (V)	IIN (A)	VOUT1 (V)	IOUT1 (A)	Efficiency (%)
14.007	0.065732	3.3371	0.1018	36.8973371
14.010	0.183690	3.3339	0.5122	66.3542117
14.005	0.267750	3.3321	0.8032	71.3722082
14.007	0.329490	3.3309	1.0112	72.9812485
14.005	0.449290	3.3298	1.4007	74.1230723
14.002	0.584520	3.3281	1.8203	74.0201375
14.001	0.650260	3.3267	2.0150	73.6279304

表3. VOUT1禁止時的效率指標
fSW = 2MHz、LOUT = 4.7μH、COUT = 22μF/6.3V (陶瓷電容)

VIN (V)	IIN (A)	VOUT2 (V)	IOUT2 (A)	Efficiency (%)
14.008	0.044533	2.5350	0.1075	43.6845979
14.008	0.067144	2.5337	0.2049	55.1967881
14.003	0.087638	2.5337	0.3010	62.1452787
14.004	0.109076	2.5337	0.4003	66.3986847
14.005	0.133680	2.5337	0.5122	69.3178710
14.005	0.155350	2.5338	0.6097	71.0058542
14.008	0.255976	2.5334	1.0001	70.6597037

在穩定性方面，圖2和圖3所示為每路輸出的波特圖，詳細說明了每路輸出的增益和相位。


圖2. 3.3V/1.4A VOUTPUT波特圖


圖3. 2.5V/0.6A VOUTPUT波特圖