MAX845：用于PCMCIA應(yīng)用的隔離式變壓器驅(qū)動(dòng)器

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，為特定應(yīng)用選擇合適的電源解決方案至關(guān)重要。對(duì)于PCMCIA及其他對(duì)空間和高度敏感的應(yīng)用場(chǎng)景，MAX845隔離式變壓器驅(qū)動(dòng)器無疑是一個(gè)出色的選擇。接下來，我們將深入探討MAX845的特點(diǎn)、工作原理、應(yīng)用以及組件選擇等方面的內(nèi)容。

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一、產(chǎn)品概述

MAX845專為PCMCIA和其他對(duì)空間和高度有嚴(yán)格要求的應(yīng)用設(shè)計(jì)，能夠提供隔離電源。它可由5V或3.3V直流電源驅(qū)動(dòng)中心抽頭變壓器的初級(jí)繞組，次級(jí)繞組可根據(jù)需求繞制，以提供高達(dá)750mW的任何隔離正電壓或負(fù)電壓。該驅(qū)動(dòng)器由振蕩器和觸發(fā)觸發(fā)器組成，觸發(fā)器產(chǎn)生兩個(gè)50%占空比的方波，驅(qū)動(dòng)接地參考的N溝道功率開關(guān)，內(nèi)部電路確保開關(guān)之間的先斷后通動(dòng)作。此外，它還具備低功耗關(guān)斷模式，可降低功耗。

二、關(guān)鍵特性

（一）極小體積

MAX845能適配超薄的5V - μs變壓器，其設(shè)計(jì)可驅(qū)動(dòng)高度小于0.09英寸（2.3mm）的單個(gè)變壓器（包含封裝），若采用無封裝變壓器，高度可進(jìn)一步降至0.050英寸（1.27mm），非常適合對(duì)空間要求嚴(yán)苛的PCMCIA卡等應(yīng)用。大家不妨思考一下，在如此狹小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電源供應(yīng)，這對(duì)于設(shè)備的小型化設(shè)計(jì)帶來了多大的便利呢？

（二）高頻切換

最低450kHz的開關(guān)頻率，允許使用極薄的變壓器，高頻特性不僅有助于減小變壓器體積，還能降低整體電路的噪聲，提高電源的穩(wěn)定性。這種高頻設(shè)計(jì)在高速數(shù)據(jù)傳輸和處理的設(shè)備中是否會(huì)發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)呢？

（三）低紋波與低功耗

超低的輸入電源電流紋波和輸出紋波，使得在輸出端可以使用小型輸出電容。同時(shí)，具備5μW的低功耗關(guān)斷模式，在不工作時(shí)可有效降低功耗，延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。這對(duì)于一些對(duì)功耗敏感的便攜式設(shè)備來說，無疑是一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。那么，在實(shí)際應(yīng)用中，如何更好地利用這個(gè)低功耗模式來優(yōu)化設(shè)備的電源管理呢？

（四）寬電源范圍

支持單 +5V 或 +3.3V 電源供電，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了靈活的電源選擇。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體需求選擇合適的電源，以滿足設(shè)備的性能和功耗要求。在選擇電源時(shí)，需要考慮哪些因素呢？

三、工作原理

MAX845由RC振蕩器驅(qū)動(dòng)一對(duì)N溝道功率開關(guān)，振蕩器頻率為輸出頻率的兩倍，通過觸發(fā)觸發(fā)器確保每個(gè)開關(guān)的占空比為50%。內(nèi)部電路保證開關(guān)之間的先斷后通動(dòng)作，避免兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)MAX845的一個(gè)輸出（D1或D2）變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，另一個(gè)輸出近似變?yōu)殡娫措妷旱膬杀?，從而在變壓器次?jí)感應(yīng)出電壓，整流二極管將電流引導(dǎo)至相應(yīng)的輸出電容，在交替的半周期內(nèi)對(duì)每個(gè)電容充電，輸出電壓為每個(gè)輸出電容電壓之和。這種工作方式使得變壓器的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，所需的次級(jí)匝數(shù)最少。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

（一）PCMCIA調(diào)制解調(diào)器卡

MAX845能夠?yàn)镻CMCIA調(diào)制解調(diào)器卡提供隔離電源，滿足其對(duì)空間和電源的嚴(yán)格要求。其高頻特性和低紋波輸出有助于提高調(diào)制解調(diào)器的性能和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)PCMCIA調(diào)制解調(diào)器卡時(shí)，如何充分利用MAX845的這些特性來優(yōu)化電源設(shè)計(jì)呢？

（二）隔離數(shù)據(jù)采集與接口電源

在需要隔離數(shù)據(jù)采集和接口電源的應(yīng)用中，MAX845可以提供可靠的隔離電源。其推挽式DC - DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許實(shí)現(xiàn)隔離的多個(gè)輸出、升壓/降壓或反相輸出，同時(shí)便于輸入和輸出的濾波，降低整體噪聲。在這些應(yīng)用中，如何根據(jù)具體需求選擇合適的變壓器和整流拓?fù)淠兀?/p>

（三）醫(yī)療設(shè)備與過程控制

醫(yī)療設(shè)備和過程控制領(lǐng)域?qū)﹄娫吹陌踩院头€(wěn)定性要求較高，MAX845的隔離特性和低噪聲設(shè)計(jì)使其非常適合這些應(yīng)用。在醫(yī)療設(shè)備中，還可以利用其提供的隔離電源為傳感器、信號(hào)調(diào)理電路等供電，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。那么，在醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)中，還需要考慮哪些因素來確保電源的安全性呢？

（四）通信接口

對(duì)于需要抗干擾的通信接口，如RS - 485數(shù)據(jù)接口，MAX845可以提供隔離電源，有效隔離不同電位之間的干擾，提高通信的可靠性。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí)，如何合理布局MAX845及其相關(guān)電路，以減少電磁干擾對(duì)通信信號(hào)的影響呢？

五、元件選擇

（一）變壓器

1. 飽和要求

MAX845可驅(qū)動(dòng)任何具有中心抽頭初級(jí)且每側(cè)飽和額定值至少為5V - μs（ET乘積）的變壓器。在不同的電源電壓下，變壓器需滿足相應(yīng)的ET乘積要求，以避免飽和。在選擇變壓器時(shí)，如何準(zhǔn)確測(cè)量其ET乘積呢？

2. 磁芯類型

可選擇環(huán)形或帶氣隙的磁芯。環(huán)形磁芯不能飽和，可通過特定的測(cè)試方法測(cè)量其ET乘積；帶氣隙的磁芯如繞線架或鼓形磁芯，主要受電感和繞組電阻的限制，建議初級(jí)電感在50μH至200μH之間。不同的磁芯類型在實(shí)際應(yīng)用中各有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢？

3. 供應(yīng)商選擇

文中列舉了多家變壓器和磁芯供應(yīng)商，如Halo Electronics、Coilcraft等。在選擇供應(yīng)商時(shí)，需要考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格、交貨期等因素。如何根據(jù)具體需求選擇合適的供應(yīng)商呢？

（二）整流拓?fù)?/h3>

圖11展示了多種整流拓?fù)?，包? - 二極管推挽、4 - 二極管橋式和電壓倍增器等。選擇整流拓?fù)鋾r(shí)，需參考表2中的選擇標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)性能要求（紋波與損耗、次級(jí)繞組所需空間）來確定。同時(shí)，要確保變壓器的匝數(shù)比能在最大預(yù)期負(fù)載和最小預(yù)期輸入電壓下提供所需的最小輸出電壓，并考慮整流器中的最壞情況損耗。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如何權(quán)衡不同整流拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn)呢？

（三）二極管

對(duì)于低輸出電流水平（小于50mA），可使用普通硅信號(hào)二極管如1N914或1N4148；對(duì)于高電流應(yīng)用，應(yīng)使用肖特基二極管，因其正向電壓降較低。如Central Semiconductor的CMPSH - 3系列、Nihon SB05W05C和Motorola MBR0520等都是不錯(cuò)的選擇。在選擇二極管時(shí)，除了考慮電流和正向電壓降，還需要考慮哪些因素呢？

（四）輸出調(diào)節(jié)器

由于MAX845的輸出電壓不受輸入電壓或負(fù)載電流變化的調(diào)節(jié)，可能需要輸出電壓調(diào)節(jié)器。串聯(lián)線性調(diào)節(jié)器性能良好、效率合理且成本較低；并聯(lián)調(diào)節(jié)器成本低、占用空間小，適用于某些應(yīng)用。如MAX666、MAX667等系列串聯(lián)調(diào)節(jié)器可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，而簡(jiǎn)單的并聯(lián)齊納二極管或TL431等并聯(lián)調(diào)節(jié)器IC也可根據(jù)具體需求選擇。在選擇輸出調(diào)節(jié)器時(shí)，如何根據(jù)負(fù)載特性和性能要求進(jìn)行選擇呢？

（五）輸出濾波電容

由于輸出紋波電流較低，陶瓷電容可作為輸出電容。對(duì)于對(duì)輸出紋波噪聲敏感的應(yīng)用，輸出濾波電容應(yīng)具有低等效串聯(lián)電阻（ESR）和低等效串聯(lián)電感（ESL），且電容值在溫度變化時(shí)應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定。推薦使用Sprague 595D表面貼裝固體鉭電容和Sanyo OS - CON通孔電容。在實(shí)際應(yīng)用中，如何選擇合適的輸出濾波電容來滿足不同的紋波要求呢？

（六）輸入旁路電容

MAX845的輸入旁路電容（C1）要求不高，其電源電流相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)輸入旁路電容的依賴性較小。通常，一個(gè)低成本的0.33μF芯片或陶瓷電容即可滿足輸入旁路需求。在設(shè)計(jì)中，是否可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化輸入旁路電容的選擇呢？

六、總結(jié)

MAX845作為一款專為PCMCIA和其他對(duì)高度和/或空間敏感的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的隔離式變壓器驅(qū)動(dòng)器，具有體積小、高頻切換、低紋波、低功耗等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過合理選擇變壓器、整流拓?fù)洹⒍O管、輸出調(diào)節(jié)器、輸出濾波電容和輸入旁路電容等元件，可以充分發(fā)揮MAX845的性能，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求和性能指標(biāo)，綜合考慮各個(gè)因素，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，不斷探索和嘗試新的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，以提高電路的性能和可靠性。希望本文能為廣大電子工程師在使用MAX845進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)提供一些有益的參考和幫助。大家在使用MAX845的過程中，遇到過哪些問題和挑戰(zhàn)呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。