美信的MAX15066高效率DC-DC方案

Jacktang

美信的MAX15066高效率DC-DC方案 [复制链接]

     最近学会了美信的EE-Sim工具了，现在可以轻而易举地设计出效率超过95%的电源（纸上谈兵的），小伙伴们都震惊了。

  

     为了让更多小伙伴们也学会制作效率95%多的电源，今天我们来介绍一下来自美信的MAX15066开关降压芯片，顺便也聊聊美信的那个特别好用的EE-Sim仿真工具。

   

    MAX15066是个4.5到16V输入，支持最高4A输出的高效率降压开关电源芯片。芯片只有2x2毫米，BGA封装的引脚定义如下

 

这款芯片的电路设计与仿真可以使用美信的EE-Sim工具来做。我们先进入美信官网，在工具里把EE-Sim打开。

 

我们假设一个场景，NanoPi M4需要5V4A的电源。考虑到大电流下劣质USB线的压降，电源输出使用5.3V 4A会比较保险。如果电源来自一个3节锂聚合物电池串联成的12V电池包，那么还需要通过一个DC-DC模块转换成5.3V4A才能用。3节锂聚合物电池的最高电压是12.6V，考虑到锂聚合物电池过放会影响电池寿命，我们把最低电压定位9.9V（每节电池放电到3.3V）。参考输入电压就是锂电池标准电压3.7V乘以3，11.1V。

   

我们把以上设计参数输入到EE-Sim

 

然后，自动生成原理图！这个功能非常赞，即使不看原理图资料，也能快速把原型做出来。几个元件的参数，可以以后再慢慢查资料研究。

 

我们回过头来，看看输出电压是怎么设置的。

下图中的R1和R2是控制输出电压的，当R2取参考值10K，R1可以计算得到

 

通过R2计算R1的公式如下，其中VFB参考值0.606V

 

然后，就开始仿真吧！

   

我们先来看看效率曲线，设置负载电流从10%到100%变化，也就是400mA到4A的变化。

下图中，我们可以发现，当输出电流为2A左右时，效率达到了最高，都快到96%啦。最大负载4A时的效率也超过95%。

 

我们再看看电流负载从2A突然变成4A再回到2A的电压瞬态响应曲线。

电压波动小于0.1V，而且电压的整定时间大约只有120微秒左右。

 

稳态工作的纹波也是很小的，大多数工况下，都小于10毫伏（是不是很震惊！！！！）。

比如，稳态带负载4A输出时候的电压曲线如下图红色曲线所示

 

4A时候的，电压的纹波依然很小，如下图所示：

 

小电流400mA工况的输出电压纹波，如下图所示：

 

0.01A的情况也测试了。

接近空载时候，一开始的输出电压稍微有些不稳定，但1.2毫秒以后就稳定了，如下图所示。

 

     当然，以上都是纸上谈兵的理想情况，如果是大家自己做的板子，由于对地回路长，引入了较多电磁干扰，可能波纹就会大一些，达到100mV都有可能的。所以有以下建议。缩短输入电容地和输出电容地之间的距离。大电流线路尽可能短和宽。确保所有反馈连接线尽可能短，且不要有过孔，反馈和补偿电阻尽可能靠近设备布置。

   

    虽然原理图设计出来了，但还是不建议小伙伴们自己做模块，因为DC-DC对于布线的要求非常专业，这需要长期的经验积累，不是一般爱好者能玩得6的。即使专业如Firefly开源团队，用专业的Ti电源芯片，也做出过12V转5V电路会发出明显噪音的Firefly RK3399开发板，返厂维修都不能修正，那就更不用说我们这些初级水平的普通爱好者了。

alan000345

真的不错

led2015

我有时看波形，有时分不清楚波形为什么会这样，为什么会那样，没有干扰的时候也得重新去翻资料

qwqwqw2088

美信的EE-Sim工具也是这么强

是否支持其他家芯片呢

sfcsdc

这种工具TI和ADI也有的

guitianxia

MAX15066

高效、4A、降压型DC-DC调节器，内置功率开关

尺寸最小的高效、4A DC-DC转换器，用于5V/12V供电系统

 

MAX15066采用2mm x 2mm、16焊球(4 x 4阵列)、0.5mm焊球间距的WLP封装，工作在-40°C至+85°C温度范围。 

MAX15066：典型工作电路放大+

关键特性

• 集成RDS-ON为40mΩ (高边)和18.5mΩ (低边)的功率MOSFET 
• 高效率
  • 高达96% (5V输入和3.3V输出) 
  • 高达93% (12V输入和3.3V输出)
• 4A连续输出电流 
• 在整个负载、电源和温度范围内，输出精度保持在±1% 
• 4.5V至16V输入电压范围 
• 0.606V至(0.9 x VIN)可调输出电压 
• 500kHz固定开关频率 
• 可编程软启动 
• 使用低ESR陶瓷输出电容保证稳定工作 
• 安全启动至预偏置输出 
• 使能输入和电源就绪输出 
• 逐周期过流保护 
• 过流(打嗝式保护)和过热完全保护 
• 轻载时自动进入跳脉冲模式 
• VDD LDO欠压锁定 
• 2mm x 2mm、16焊球(4 x 4阵列)、0.5mm焊球间距的WLP封装
• 有需要支持的可以联系我公司