兼容于IEEE 802.3af标准的受电设备电源设计

图。ＭＡＸ５９４１用一个恒流（典型值为１０μＡ）对Ｑ１栅极充电。Ｑ１的漏－栅电容限制了ＭＯＳＦＥＴ漏极电压的上升速率，因而限制了浪涌电流。为了降低浪涌电流，也可在外部添加漏－栅电容。当Ｑ１的漏－源电压降至１．２Ｖ以下，且栅－源电压高于５Ｖ时，ＭＡＸ５９４１会发出“电源好”信号。由于ＭＡＸ５９４１具有较宽的ＵＶＬＯ滞回和关断消隐时间，因而可补偿双绞电缆的高阻抗。

３ 用ＭＡＸ５９４１实现４８Ｖ电源转换

ＭＡＸ５９４１是电流模式的ＰＷＭ控制器，可将４８Ｖ输入电源转换成５Ｖ电压输出，ＭＡＸ５９４１用内部稳压器取代高功耗的启动电阻，这不但可为ＭＡＸ５９４１提供启动所需的电能，还能稳定第三（偏置）绕组的输出电压，从而为ＩＣ提供稳定的工作电源

。开始启动时，调节器将Ｖ＋调整到ＶＣＣ并为器件提供偏置。启动之后，改由ＶＤＤ稳压器从第三绕组输出稳定的ＶＣＣ。此结构只需一只很小的电容即可对第三绕组的输出进行滤波，从而省下了一只滤波电感的成本。

在设计第三绕组时，所设计的线圈匝数应保证最小反射电压始终大于１２．７Ｖ。而最大反射电压则必须小于３６Ｖ。

为降低功耗，当ＶＤＤ电压达到１２．７Ｖ后，可以将高压调节器关掉。这样可以降低功耗并改善效率。如果ＶＣＣ降低到欠压锁定门限（ＶＣＣ＝６．６Ｖ）以下，低压调节器将被关闭，电路重新进入软启动。此时欠压锁定状态ＭＯＳＦＥＴ驱动器的输出（ＮＤＲＶ）保持为低。

如果输入电压介于１３～３６Ｖ之间，只要不超出最大功耗，就可以将Ｖ＋和ＶＤＤ连接到线电压。这样就可省掉第三绕组。

４ ＭＡＸ５９４１的设计实例

ＭＡＸ５９４１的一般设计步骤如下：

●确定具体需求?

●设定输出电压?

●计算变压器主、副绕组匝比?

●计算复位绕组与主绕组匝比?

●计算第三绕组与主绕组匝比?

●计算检流电阻值?

●计算输出电感值?

●选择输出电容。

图2

    图２是用ＭＡＸ５９４１Ｂ设计的正激式ＤＣ／ＤＣ转换器，具体计算如下：

(１)对于３０Ｖ≤ＶＩＮ≤６７Ｖ，ＶＯＵＴ＝５Ｖ，ＩＯＵＴ＝１０Ａ，ＶＲＩＰＰＬＥ≤５０ｍＶ的要求。开启门限应设为３８．６Ｖ。

(２)设定输出电压时，可根据下式计算电阻Ｒ１和Ｒ２：

ＶＲＥＦ／ＶＯＵＴ＝Ｒ２／(Ｒ１＋Ｒ２)

式中ＶＲＥＦ是并联调节器的基准电压。

（３）根据最小输入电压和ＭＡＸ５９４１Ｂ的最大占空比下限（４４％）计算变压器匝比时，为了能够使用漏－源击穿电压小于２００Ｖ的ＭＯＳＦＥＴ，本设计选用最大占空比为５０％的ＭＡＸ５９４１Ｂ。然后根据下式计算匝数比：

ＮＳ／ＮＰ≥（ＶＯＵＴ＋ＶＤ１×ＤＭＡＸ）／（ＤＭＡＸ×ＶＩＮ＿ＭＩＮ）?

式中：ＮＳ／ＮＰ为匝数比（ＮＳ是副绕组匝数，ＮＰ是主绕组匝数），ＶＯＵＴ为输出电压（５Ｖ），ＶＤ１为Ｄ１上的压降（功率肖特基二极管典型压降为０．５Ｖ），ＤＭＡＸ为最大工作占空比的最小值（４４％），ＶＩＮ＿ＭＩＮ为最小输入电压（３０Ｖ），对于本例：ＮＳ／ＮＰ≥０．３９５，选择ＮＰ ＝１４时，ＮＳ＝６。

（４）较低的复位绕组匝比（ＮＲ／ＮＰ）可确保变压器中的所有能量在最大占空比下的关闭周期内能够全部返回Ｖ＋。可用下式来确定复位绕组匝比：

ＮＲ≤ＮＰ×（１－ＤＭＡＸ＇）／ＤＭＡＸ＇

式中：ＮＲ／ＮＰ为复位绕组匝比，ＤＭＡＸ＇为占空比的最大值（５０％），计算ＮＲ＝１４。

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