笔记本电脑中的开关稳压电源.doc

文章来源：开关电源/笔记本电脑中的开关稳压电源 MAX786内部包含782，783两个芯片,它采用微间距的单片双CM0S集成电路和表面安装式SS0P封装，具有集成度高、体积小、噪声低等优点。利用两个电流型降压式PWM控制器，产生两路驱动信号，分别驱动N沟道MOS功率场效应管后，能输出3.3V（3A），5V（3A）两路稳定电源，供笔记本电脑使用。每路输出电流还可超过6A，视功率场效应管的型号而定。输人电压UI的范围是5.530V，开关频率既可设定成300kHz，又可设定为200kHz。但在低压供电时，要求UI6.512V，开关频率必须选200kHz，而且5V稳压电源的最大输出电流降为2A，3.3v稳压电源仍可输出3A电流。通常可选6节1.5V高能电池或镍镉电池串联成9V低压电源。内部有两个低压降、微功耗的线性调节器、两个精密电压比较器/电平转换器、同步检波器、3.3V基准电压源。利用同步检波器可大大提高电源效率，在大负载时工作于PWM方式，小负载时工作在轻载方式；当输出电流为2A时，效率高达95，输出5mA3A时效率仍高于80。静态工作电流为420A，各用模式下仅为70pA。工作温度范围是070。由于采用先进的电流型脉宽调制器，使输出端滤波电容的容量大为减小，每安培的输出电流所对应的电容量可从1000F减小到30F。具有软启动、过压保护、过流保护等多种功能，工作安全可靠。2MAX786的工作原理（1）引脚排列MAX786采用小型化28脚SS0P封装，引脚排列如图1所示。引脚符号中带数字3、数字5的，分别对应于3.3V、5V开关电源的引出端。23脚V：接由电池构成的5.530V直流输入电压。9脚GND、20脚POND：分别为模拟地、功率地，二者可以共地。1脚CS3：3.3V开关电源的电流检测端，外接电流检测电阻RS。28脚FB3：十3.3V开关电源的反馈端。2脚SS3:3.3V开关电源的软启动电容端。3脚ON3：3.3V开关电源的通/断控制端，自启动时应接VL端。ON30时，关断3.3V开关电源。27脚DH3、24脚DL3：分别为3.3V开关电源的高端、低端驱动输出端，接外部N沟道MOS场效应管栅极。25脚BST3、17脚LX5：分别为3.3V开关电源的升压电容、电感引出端。CS5，FB5，SS5，ON5，DH5，DL5，BST5，LX5的功能同上，只是所对应的是5V开关电源。D1，D5，Q1，Q2：分别为两套精密电压比较器/电平转换器的同相输人端、输出端，比较器的阈值电压均为1.65V。不用时D1，D2应接GND.6脚VH：两个精密电压比较器/电平转换器的正电源端。22脚VL：5V逻辑电平输出端，工作在PWM方式下，最大可输出5mA电流，但在关断PWM或处于各用模式下，此端输出电流能力增加到25mA。VL适合向电脑中的RAM供电并具有掉电保护功能。10脚Uref：3.3V基准电压输出端，输出电流可达5mA。11脚SYNC：开关频率设定端。此端接GND或VL时f=200kHz；接Uref端时,f300kHz。也可采用240350kHz的外部时钟，实现多台笔记本电脑同步工作。12脚SHDN：关断PWM控制端（低电平有效），关断时3.3v电源、5V电源和3.3V基准电压源均不工作，仅VL电源能向外输出（5V，25mA）。（2）工作原理MAX786的内部框图和外部接线分别如图2和图3所示。主要包括300kHz/200kHz振荡器，5V线性调节器，3.3V带隙基准电压源，3.3VPWM控制器，5VPWM控制器，精密电压比较器1、2电平转换器1、2，门电路，保护电路（比较器3、4等）。利用SYNC端可以设定开关频率值，选择300kHz频率能进一步减小储能电感和滤波电容值，但使用9V电池组低压供电时，必须选0kHz频率。由线性调节器产生的5V电压，一路从YL端输出；另一路向错误！未定义书签。图2MAX786内部框图基准电压源供电，进雨获得3.3V基准电压，从Urdf端输出。图3中，若沿虚线将SYNC与Urdf短接，则开关频率选定为300kHz。图3MAX786外部接线图3.3V开关电源由内部PWM控制器，外部N沟道MOS功率场效应管（N1和N3）和检波二极管（VD2）输出滤波器（L1，C12，C7）组成。其中，肖特基二极管VD1与L1，C12、C7构成降压式输出电路。C5是升压电容，用于提升高端（DH3）驱动信号的幅度，使之大于电池电压，从而提高了N1的输出能力。低端（DL3）信号直接驱动N3。VD2是同步检波器外接检波二极管。R1为电流检测电阻，用以设定输出电流的极限值。C9是软启动电容，其作用是通电后利用电容的充电过程逐步建立起3.3V电源，可降低初始浪涌电压。内部比较器3和4的作用是，当输人（或输出）电压跌落而导致UL4.0V或Uref十2.8V时，就产生故障信号FAULT，将3.3V和5V开关电源关断，起到保护作用。比较器1和2可作为低电压检测用。PWM控制器有两种工作方式，一种是连续的PWM方式，适用于大负载；另一种是断续的PWM方式（也称轻载方式），适用于负载小于满载25的情况，此时能显著降低功耗。当SHDN=0时，脉宽调制器、基准电压源和精密电压比较器均无输出，Q1Q20V，但是VL电源照常工作，可向笔记本电脑的随机读写存储器RAM提供5V、25mA的电源，确保RAM中的数据不至于丢失。当SHDN=1，且ON3ON，0时，芯片处于各用状态，PWM停止工作，静态电流降至70A。3由MAX786构成的笔记本电脑开关电源（1）笔记本电脑开关电源的电路笔记本电脑开关电源的电路如图4所示。该电路采用9V供电。若将5V开关电源中的滤波电容C，增至660pF，则可接受5.512V的输入电压，但5V电源的最大输出电流降为2A，而3.3V电源仍可提供3A电流。与图3相比，电路中增加了下拉电阻R4R8、开关S1S4。S1断开时正常工作，此时SHDN0；闭合s1时，SHDN1，MAX786处于关断状态。当S