摘要：本文提供的參考設計用於實現apd偏置電源及其電流監測。基於max15031 dc-dc轉換器，該電路能夠將2.7v至11v範圍的輸入電壓經過dc-dc電源轉換器後得到乙個70v、4ma電源。
下面列出了參考設計的主要規格、詳細的原理圖(圖1)以及材料清單(表1)。
設計規格與配置
2.7v至11v較寬的輸入電壓範圍
70v輸出電壓
4ma輸出電流
400khz固定開關頻率
-40°c至+125°c工作溫度範圍
微型、8mm x 12mm電路板尺寸
參考設計原理圖
圖1所示為參考設計的原理圖，輸入電壓範圍為2.7v至5.5v。將cp引腳連線到vin、去掉電荷幫浦電容(c3)，該電路可接受5.5v至11v輸入範圍。
圖1. max15031公升壓轉換器原理圖，fsw = 400khz (固定)。
表1. 材料清單(bom) designator value description part footprint manufacturer quantity
表示本設計效能的波形圖
圖2和圖3給出了圖1所示電路的工作效能，從lx節點的電壓波形可以看出，轉換器工作在非連續模式。輸入(vin)保持為3.3v，電路設計為產生70v輸出電壓(vout)。
圖2. 3.3v輸入時的vin (通道1)、vout (通道2)和apd (通道3)。
圖3. vin = 3.3v、apd電流為4ma時的lx節點電壓(通道1)、vout (通道2)和apd輸出(通道3)。
圖4. vin = 3.3v、apd電流為4ma時的輸入紋波(通道1)和輸出紋波(通道2)。
圖4給出了輸入電壓為3.3v、負載電流為4ma時，輸入(vin)紋波和輸出(vout)紋波。
圖5所示波形是當輸出電流到達電流門限時rlim引腳的電壓波形。此時的電流門限設定在4ma，達到電流門限時，rlim兩端的電壓為1.245v。
圖5. apd電流為4ma時的apd輸出(通道2)、vin (通道3)以及apd電流監測輸出(即rlim兩端電壓) (通道4)。
效率測試
輸入電壓為3.3v和5v，負載電流在0至4ma範圍變化時，對測試結果進行計算得到系統的整體效率，圖6所示為70v輸出條件下的效率曲線。
圖6. 3.3v和5v輸入時，效率與負載電流的對應關係曲線。
pcb設計
圖7所示為參考設計布局，僅占用12mm x 8mm極小的電路板尺寸。圖8和圖9分別顯示了頂層和底層元件布局。
圖7. 參考設計電路板布局，尺寸為12mm x 8mm。
圖8. 頂層元件布局
圖9. 底層元件布局
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