全陶瓷电容设计的降压/反相型3A、+/-5V电源 - 模拟电源 -
摘要：MAX8538双路同步buck控制器能够提供3A的+5V、-5V输出。利用一个控制器作为同步整流降压(buck)转换，而另一个通过变压器输出负压。电路支持软启动和软关断。
这里提供的1MHz、全陶瓷电容设计方案采用MAX8538双同步buck控制器提供+5V和-5V电源，并具有软启动、软关断功能。控制器配置为同步buck转换，提供+5V @ 3A输出，第二个buck控制器配置为反激转换，通过1:1变压器提供-5V @ 3A输出。
增益为-1/2的运算放大器MAX4400控制负电压输出。MAX8538的内部5V VL线性稳压器为运算放大器提供偏置。增益为-1/2的运算放大器输出限定在此范围内，并在误差放大器的共模限制范围内。
Buck转换器控制增益为：Vout / Vin = 占空比。1:1反激转换器控制增益为：Vout / Vin = 占空比 / (1 - 占空比)，随着占空比的增大而增大。对于1:1反激转换器，占空比 = Vout / (Vin + Vout) = 5V / (10.8V + 5V) = 0.317。这样，附加控制增益 = 1 / (1 - 0.317) = 1.464。附加控制增益是影响3类补偿网络设计的一个因素，使单位增益频率降低了1.464倍。运算放大放反相增益通过调节R23补偿，不会影响补偿网络的其它电路。
MAX837电压检测提供欠压闭锁功能。当输入电压Vin大于9.2V时，MAX8538开启。R31引入75mV的正反馈(滞回)，可以避免噪声干扰，在较低的Vin摆率下能够提供干净的软启动、软关断过程。注意，由于反激转换器的变压器工作在非连续电流状态下，-5V软关断与+5V波形的对称性取决于-5V电源的负载。另外，-5V侧由于电流不连续，需要连接比+5V输出电容更大的输出滤波电容。
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图1.
表1.
| Vin | Iin | V1 | I1 | V2 | I2 | Efficiency |
| 12.00 | 0.044 | 5.083 | 0 | -5.043 | 0 | |
| 10.77 | 3.41 | 5.078 | 3 | -5.038 | 3 | 0.826 |
| 12.00 | 3.06 | 5.080 | 3 | -5.040 | 3 | 0.827 |
| 13.23 | 2.79 | 5.080 | 3 | -5.040 | 3 | 0.823 |
| 20mVpp ripple in 20MHz BW | 25mVpp ripple in 20MHz BW |
表2. 10.8V至13.2V输入，-5V ＠ 3A、5V ＠ 3A输出电路的材料清单9/30/03
| Designation | QTY | Description |
| C2,C4 | 3 | 10uF 16V X5R ceramic capacitor (1210) Taiyo Yuden EMK325BJ106MN |
| C5,C6,C7,C10, C41 | 5 | 0.1uF ceramic capacitor (0603) |
| C12,C30 | 7 | 100uF 6V Y5U ceramic capacitor (1210) Taiyo Yuden JMK325E107MM |
| C13 | 1 | 4.7uF 6V X5R ceramic capacitor (0805) Taiyo Yuden JMK212BJ475MG |
| C14 | 1 | 1uF 25V X5R ceramic capacitor (1206) Taiyo Yuden TMK316BJ105ML |
| C15 | 1 | 1uF 6V X5R ceramic capacitor (0603)Taiyo Yuden JMK107BJ105MA |
| C17 | 1 | 3.3nF ceramic capacitor (0603) |
| C18,C20 | 2 | 5pF ceramic capacitor (0603) |
| C19 | 1 | 560pF ceramic capacitor (0603) |
| C21 | 1 | 1.5nF ceramic capacitor (0603) |
| C22 | 1 | 220pF ceramic capacitor (0603) |
| C23,C24 | 2 | 33nF ceramic capacitor (0603) |
| C40 | 1 | 680pF ceramic capacitor (0603) |
| C42 | 1 | 1.2nF ceramic capacitor (0603) |
| C43 | 1 | 470pF ceramic capacitor (0603) |
| D1,D2 | 2 | 100mA 30V Schottky diode (SOD-323) Central Semi CMDSH-3 |
| D3 | 1 | 5A 40V Schottky diode Central Semi CMSH5-40 |
| L1 | 1 | 2.2uH 10A Power Inductor Delta THA104-2R2 |
| L2 | 1 | 2.2uH 14.4A Dual Power Inductor Pulse P0395 |
| N1,N5,N9 | 3 | 30V 13mΩ N-ch MOSFET (SO-8) International Rectifier IRF7821 |
| N3,N7 | 2 | 30V 30mΩ N-ch MOSFET (SO-8) Fairchild FDS6612A |
| R2 | 1 | 511 Ω 1% resistor (0603) |
| R3 | 1 | 681 Ω 1% resistor (0603) |
| R7 | 1 | 2.2 Ω 5% resistor (0603) |
| R8 | 1 | 4.7 Ω 5% resistor (0603) |
| R9,R24 | 2 | 20.0k Ω 1% resistor (0603) |
| R10,R15 | 2 | 53.6k Ω 1% resistor (0603) |
| R11 | 1 | 51k Ω 5% resistor (0603) |
| R12 | 1 | 1.5k Ω 5% resistor (0603) |
| R13 | 1 | 4.3k Ω 5% resistor (0603) |
| R14 | 1 | 43k Ω 5% resistor (0603) |
| R16,R25 | 2 | 10.0k Ω 1% resistor (0603) |
| R22 | 1 | 5.1Ω 0.125W 5% resistor (1206) |
| R23 | 1 | 24.9k Ω 1% resistor (0603) |
| R26 | 1 | 3.3 Ω 0.25W 5% resistor (1210) |
| R27 | 1 | 18 Ω 5% resistor (0603) |
| R28 | 1 | 33 Ω 5% resistor (0603) |
| R29 | 1 | 10.0k Ω 1% resistor (0603) |
| R30 | 1 | 1.50k Ω 1% resistor (0603) |
| R31 | 1 | 100k Ω 1% resistor (0603) |
| U1 | 1 | MAX8538EEI (28-QSOP) |
| U2 | 1 | MAX4400AXK (5-SC70) |
| U3 | 1 | MAX837EUS (4-SOT143) |
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