筆記本電腦中的開關(guān)穩(wěn)壓電源

　?、費(fèi)AX786內(nèi)部包含782，783兩個(gè)芯片,它采用微間距的單片雙CM0S集成電路和表面安裝式SS0P封裝，具有 集成度高、體積小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。

　?、诶脙蓚€(gè)電流型降壓式PWM控制器，產(chǎn)生兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)N溝道MOS功率場(chǎng)效應(yīng)管后，能輸出＋ 3.3V（3A），＋5V（3A）兩路穩(wěn)定電源，供筆記本電腦使用。每路輸出電流還可超過6A，視功率場(chǎng)效應(yīng)管 的型號(hào)而定。

　?、圯斎穗妷篣I的范圍是＋5.5～30V，開關(guān)頻率既可設(shè)定成300kHz，又可設(shè)定為200kHz。但在低壓供電時(shí) ，要求UI＝＋6.5～12V，開關(guān)頻率必須選200kHz，而且＋5V穩(wěn)壓電源的最大輸出電流降為2A，＋3.3v穩(wěn)壓 電源仍可輸出3A電流。通?？蛇x6節(jié)1.5V高能電池或鎳鎘電池串聯(lián)成9V低壓電源。

　?、軆?nèi)部有兩個(gè)低壓降、微功耗的線性調(diào)節(jié)器、兩個(gè)精密電壓比較器/電平轉(zhuǎn)換器、同步檢波器、3.3V基準(zhǔn) 電壓源。利用同步檢波器可大大提高電源效率，在大負(fù)載時(shí)工作于PWM方式，小負(fù)載時(shí)工作在輕載方式； 當(dāng)輸出電流為2A時(shí)，效率高達(dá)95％，輸出5mA～3A時(shí)效率仍高于80％。靜態(tài)工作電流為420μA，各用模式 下僅為70pA。工作溫度范圍是0～＋70℃。

　?、萦捎诓捎孟冗M(jìn)的電流型脈寬調(diào)制器，使輸出端濾波電容的容量大為減小，每安培的輸出電流所對(duì)應(yīng)的 電容量可從1000μF減小到30μF。

　　⑥具有軟啟動(dòng)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)等多種功能，工作安全可靠。

　　2．MAX786的工作原理

　　（1） 引腳排列

　　MAX786采用小型化28腳SS0P封裝，引腳排列如圖1所示。引腳符號(hào)中帶數(shù)字3、數(shù)字5的，分別對(duì)應(yīng)于＋ 3.3V、＋5V開關(guān)電源的引出端。

　　23腳V＋：接由電池構(gòu)成的5.5～30V直流輸入電壓。

　　9腳GND、20腳POND：分別為模擬地、功率地，二者可以共地。

　　1腳CS3：＋3.3V開關(guān)電源的電流檢測(cè)端，外接電流檢測(cè)電阻RS。

　　28腳FB3：十3.3V開關(guān)電源的反饋端。

　　2腳SS3:＋3.3V開關(guān)電源的軟啟動(dòng)電容端。

　　3腳ON3：＋3.3V開關(guān)電源的通/斷控制端，自啟動(dòng)時(shí)應(yīng)接VL端。ON3＝0時(shí)，關(guān)斷＋3.3V開關(guān)電源。

　　27腳DH3、24腳DL3：分別為＋3.3V開關(guān)電源的高端、低端驅(qū)動(dòng)輸出端，接外部N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極。

　　25腳BST3、17腳LX5：分別為＋3.3V開關(guān)電源的升壓電容、電感引出端。

　　CS5，F(xiàn)B5，SS5，ON5，DH5，DL5，BST5，LX5的功能同上，只是所對(duì)應(yīng)的是＋5V開關(guān)電源。

　　D1，D5，Q1，Q2：分別為兩套精密電壓比較器/電平轉(zhuǎn)換器的同相輸人端、輸出端，比較器的閾值電壓均為1.65V。不用時(shí)D1，D2應(yīng)接GND.

　　6腳VH：兩個(gè)精密電壓比較器/電平轉(zhuǎn)換器的正電源端。

　　22腳VL：＋5V邏輯電平輸出端，工作在PWM方式下，最大可輸出5mA電流，但在關(guān)斷PWM或處于各用模式 下，此端輸出電流能力增加到25mA。VL適合向電腦中的RAM供電并具有掉電保護(hù)功能。

　　10腳Uref：3.3V基準(zhǔn)電壓輸出端，輸出電流可達(dá)5mA。

　　11腳SYNC：開關(guān)頻率設(shè)定端。此端接GND或VL時(shí)f=200kHz；接Uref端時(shí),f＝300kHz。也可采用240～ 350kHz的外部時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)筆記本電腦同步工作。

　　12腳SHDN：關(guān)斷PWM控制端（低電平有效），關(guān)斷時(shí)＋3.3v電源、＋5V電源和＋3.3V基準(zhǔn)電壓源均不工 作，僅VL電源能向外輸出（5V，25mA）。

　?。?）工作原理

　　MAX786的內(nèi)部框圖和外部接線分別如圖2和圖3所示。主要包括300kHz/200kHz振蕩器，＋5V線性調(diào)節(jié)器 ，＋3.3V帶隙基準(zhǔn)電壓源，＋3.3V PWM控制器，＋5V PWM控制器，精密電壓比較器1、2／電平轉(zhuǎn)換器1、2 ，門電路，保護(hù)電路（比較器3、4等）。利用SYNC端可以設(shè)定開關(guān)頻率值，選擇300kHz頻率能進(jìn)一步減小 儲(chǔ)能電感和濾波電容值，但使用9V電池組低壓供電時(shí)，必須選⒛0kHz頻率。由線性調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的＋5V電壓 ，一路從YL端輸出；另一路向

圖2 MAX786內(nèi)部框圖

　　基準(zhǔn)電壓源供電，進(jìn)雨獲得＋3.3V基準(zhǔn)電壓，從Urdf端輸出。圖3中，若沿虛線將SYNC與Urdf短接，則開 關(guān)頻率選定為300kHz。

圖3 MAX786外部接線圖

　?。?.3V開關(guān)電源由內(nèi)部PWM控制器，外部N溝道MOS功率場(chǎng)效應(yīng)管（N1和N3）和檢波二極管（VD2）輸出濾 波器（L1，C12，C7）組成。其中，肖特基二極管VD1與L1，C12、C7構(gòu)成降壓式輸出電路。C5是升壓電容 ，用于提升高端（DH3）驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度，使之大于電池電壓，從而提高了N1的輸出能力。低端（DL3）信 號(hào)直接驅(qū)動(dòng)N3。VD2是同步檢波器外接檢波二極管。R1為電流檢測(cè)電阻，用以設(shè)定輸出電流的極限值。C9 是軟啟動(dòng)電容，其作用是通電后利用電容的充電過程逐步建立起＋3.3V電源，可降低初始浪涌電壓。內(nèi)部 比較器3和4的作用是，當(dāng)輸人（或輸出）電壓跌落而導(dǎo)致UL＜＋4.0V或Uref＜十2.8V時(shí)，就產(chǎn)生故障信號(hào) FAULT，將＋3.3V和＋5V開關(guān)電源關(guān)斷，起到保護(hù)作用。比較器1和2可作為低電壓檢測(cè)用。

　　PWM控制器有兩種工作方式，一種是連續(xù)的PWM方式，適用于大負(fù)載；另一種是斷續(xù)的PWM方式（也稱輕載 方式），適用于負(fù)載小于滿載25％的情況，此時(shí)能顯著降低功耗。當(dāng)SHDN=0時(shí)，脈寬調(diào)制器、基準(zhǔn)電壓源 和精密電壓比較器均無輸出，Q1＝Q2＝0V，但是VL電源照常工作，可向筆記本電腦的隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM 提供＋5V、25mA的電源，確保RAM中的數(shù)據(jù)不至于丟失。當(dāng)SHDN=1，且ON3＝ON，＝0時(shí)，芯片處于各用狀 態(tài)，PWM停止工作，靜態(tài)電流降至70μA。

　　3．由MAX786構(gòu)成的筆記本電腦開關(guān)電源

　　（1）筆記本電腦開關(guān)電源的電路

　　筆記本電腦開關(guān)電源的電路如圖4所示。該電路采用9V供電。若將＋5V開關(guān)電源中的濾波電容C，增至 660pF，則可接受5.5～12V的輸入電壓，但＋5V電源的最大輸出電流降為2A，而＋3.3V電源仍可提供3A電 流。與圖3相比，電路中增加了下拉電阻R4～R8、開關(guān)S1～S4。S1斷開時(shí)正常工作，此時(shí)SHDN＝0；閉合s1 時(shí)，SHDN＝1，MAX786處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)S2（S3）閉合時(shí)，＋3.3V（＋5V）開關(guān)電源被接通。閉合S4時(shí)開 關(guān)頻率為200kHz，斷開時(shí)則為300kHz。其余電路工作原理如前所述。

圖4 筆記本電腦開關(guān)電源電路

　?。?）系統(tǒng)框圖

　　MAX786與筆記本電腦的連接框圖如圖5所示。MAX786經(jīng)過電源選擇電路可提供十3.3V（或＋5V）穩(wěn)壓電源 ，供微處理器、存儲(chǔ)器及外圍設(shè)備使用。此外，MAX786還可向微處理器ptP提供電源正常信號(hào)、低電壓報(bào) 警信號(hào)，并向RAM單獨(dú)供給一路穩(wěn)壓電源。

圖5 MAX786與筆記本電腦的連接框圖