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摘要：本文給出了打印機電源管理的一些重要設(shè)計參數(shù)。所提供的參考設(shè)計給出了利用MAX15005電源控制器構(gòu)建SEPIC電路的解決方案，能夠為打印頭提供較大動態(tài)范圍的供電電源。文中給出了電路原理圖、材料清單(BOM)、測試測量電路和結(jié)果。 引言 該參考設(shè)計能夠提供可調(diào)節(jié)的高壓輸出，用于打印頭供電。設(shè)計包括完整的原理圖、材料清單(BOM)、效率測量及測試結(jié)果。 打印機設(shè)計的基本考慮 打印機速度的提高使得打印頭消耗的功率增大，打印頭溫度提升。如果打印機溫度過高，墨跡將容易受到污染；如果溫度過低，墨跡又會變得模糊。因此，為了獲得較高的打印質(zhì)量，打印頭的熱管理非常關(guān)鍵。通常需要微控制器調(diào)節(jié)打印速度，保證工作溫度介于兩個溫度門限之間，而打印機馬達(dá)的速度是靠作用在馬達(dá)上的可變直流電壓調(diào)節(jié)的。 參考設(shè)計簡介 參考設(shè)計采用MAX15005電源控制器，能夠為打印機馬達(dá)提供動態(tài)變化的直流電壓(高達(dá)45V)。微控制器產(chǎn)生的PWM輸出經(jīng)過RC濾波后連接到MAX15005的SS引腳，通過改變PWM信號即可調(diào)節(jié)輸出電壓。打印機啟動時，馬達(dá)需要較大的勵磁電流，MAX15005具有打嗝式保護(hù)，在此應(yīng)用中非常理想。MAX15005可以進(jìn)入打嗝模式，限制電源輸出以降低速率，從而保護(hù)所有電路元件。勵磁結(jié)束后，馬達(dá)將吸收常規(guī)工作電流，轉(zhuǎn)換器進(jìn)入正常工作模式。 規(guī)格和設(shè)計電路 參考設(shè)計滿足以下規(guī)格： 輸入電壓：32V至45V 輸出電壓：25V至45V (通過微控制器由外部調(diào)節(jié)) 輸出電流：0至2A 輸出紋波：±0.5V 輸入紋波：±100mV 效率：> 93% (滿負(fù)荷時) 開關(guān)頻率：400kHz 圖1所示電路滿足上述規(guī)格，該設(shè)計中，輸出電壓可能低于或高于輸入電壓，MAX15005配置為SEPIC架構(gòu)。 圖1. MAX15005A SEPIC轉(zhuǎn)換器原理圖，F(xiàn)SW = 400kHz。 表1列出了參考設(shè)計的材料清單(BOM)。 效率曲線 效率與負(fù)載電流的關(guān)系曲線如圖2和圖3所示，圖2和圖3的輸出電壓分別為：VOUT = 25V和VOUT = 45V。 圖2. 負(fù)載電流與轉(zhuǎn)換器效率，VOUT = 25V。 圖3. 負(fù)載電流與轉(zhuǎn)換器效率，VOUT = 45V。 實驗結(jié)果 不同輸入激勵時，轉(zhuǎn)換器輸出電壓與負(fù)載電流的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示。 測試條件：VIN = 45V和VOUT = 45V。 Ch1：輸出電壓；Ch2：輸入電壓；Ch3：MOSFET漏極電壓；Ch4：輸出電流。 測試條件：VIN = 32V和VOUT = 45V。 Ch1：輸出電壓；Ch2：輸入電壓；Ch3：MOSFET柵極電壓；Ch4：輸出電流。 測試條件：VIN = 45V和VOUT = 45V。 Ch1：輸出電壓；Ch2：輸入電壓；Ch3：MOSFET柵極電壓；Ch4：輸出電流。 測試條件：VIN= 45V和VOUT = 25V。 Ch1：輸出電壓；Ch2：輸入電壓；Ch3：MOSFET柵極電壓；Ch4：輸出電流。 |
