设计指南 4329

利用MAX15005电流模式控制器设计汽车冷启动boost电路


摘要 : 该参考设计详细说明了采用MAX15005汽车应用电源控制器设计boost电路的方案,该boost电路可以在汽车冷启动状态下保持固定的电压输出。

引言

当汽车发动机处于寒冷的气候环境或遭受长时间冰冻时,机油会变得很粘稠。低温下,汽车电池内阻会增加,大于标称内阻。如果发动机在这种情况下启动,启动电机将需要更大转力,从电池吸收更大电流。瞬态大电流和较高的串联内阻会使电池电压降至2.5V,这种状况即为大家所了解的汽车冷启动。

MAX15005为电流模式控制器,工作电压范围为4.5V至40V,能够支持冷启动和抛负载两种工作状况。上电时,MAX15005的工作电压可以降至2.5V,从而满足电池电压跌落的要求。

参考设计给出了汽车冷启动的应用方案,这个设计包括完整的原理图、材料清单(BOM)、效率测量及其它测试结果。

指标和设计方案

设计采用以下指标规范:
  • 输入电压:2.5V至18V
  • 输出电压:12V
  • 输出电流:1A
  • 输出纹波:±0.6V
  • 输入纹波:±15mV
  • 效率:冷启动时75%;正常工作情况下大于90%
  • 开关频率:200kHz
基于以上指标的原理图设计如图1所示。

图1. MAX15005B boost转换器原理图,FSW = 200kHz。
图1. MAX15005B boost转换器原理图,FSW = 200kHz。

此参考设计的材料清单如下列表1所示。

表1. 材料清单
Designator Value Description Part Footprint Manufacturer Quantity
C1 10µF/25V Capacitor GRM32DR71E106KA12L 1210 Murata® 1
C2 1µF/25V Capacitor GRM219R71E105KA88D 805 Murata 1
C3 10µF/25V Capacitor GRM32DR71E106KA12L 1210 Murata 1
C4, C6 1µF/16V Capacitor GRM188R71C105KA12D 603 Murata 2
C5 150pF Capacitor GRM1885C1H151JA01D 603 Murata 1
C7 100pF Capacitor GRM1885C1H101JA01D 603 Murata 1
C8, C9 330pF Capacitor GRM1885C1H331JA01D 603 Murata 2
C10 10nF Capacitor GRM188R71H103KA01D 603 Murata 1
C11 0.1µF Capacitor GRM188R71H104KA93D 603 Murata 1
D1 30V/500mA Schottky Schottky diode MBR0530T1 SOD123 On Semiconductor® 1
D2 30V/500mA Schottky Schottky diode MBR0530T1 SOD123 On Semiconductor 1
D3 40V/2A Schottky Default diode B240 SMB Diodes Incorporated 1
L 10µH Inductor IHLP-4040DZER100M01 IHLP-4040EZ Vishay® 1
Q 30V, 17A n-channel MOSFET n-channel MOSFET SI7386DP Power PAKSO-8 Vishay 1
R1 61.9K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R2, R12 100K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 2
R3 604Ω Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R4 4.7 Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R5 17.8K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R6 100 Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R7, R8 0.07Ω/1W Resistor LRCLR2010LF01R070J 2010 IRC 2
R9 20K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R10 137K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R11 15.6K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
R13 10.5K Resistor SMD 1% Resistor 603 Vishay 1
U1 4.5V to 40V input, automotive flyback/boost/SEPIC, power-supply controller PWM controller MAX15005BAUE+ TSSOP-16 Maxim 1

性能参数

图2为该设计的效率与负载电流的关系曲线,输入电压为测试变量。

图2. 负载电流与转换效率的关系
图2. 负载电流与转换效率的关系

转换器输出电压和负载电流的波形如图3图4所示,分别对应于VIN = 2.5V和VIN = 11V。

图3. VIN = 2.5V时的转换器输出电压和负载电流波形。CH1:输出电压;CH2:MOSFET栅极电压;CH3:输出电流。
图3. VIN = 2.5V时的转换器输出电压和负载电流波形。
CH1:输出电压;CH2:MOSFET栅极电压;CH3:输出电流。


F图4. VIN = 11V时的转换器输出电压和负载电流波形。CH1:输出电压;CH2:MOSFET栅极电压;CH3:输出电流。
图4. VIN = 11V时的转换器输出电压和负载电流波形。
CH1:输出电压;CH2:MOSFET栅极电压;CH3:输出电流。

相关型号
MAX15005 免费样品
下一步
EE-Mail 订阅EE-Mail,接收关于您感兴趣的新文档的自动通知。
© , Maxim Integrated Products, Inc.
The content on this webpage is protected by copyright laws of the United States and of foreign countries. For requests to copy this content, contact us.
APP 4329:
设计指南 4329,AN4329, AN 4329, APP4329, Appnote4329, Appnote 4329