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雪崩光电二极管APD偏置电源及其电流监测

发布时间:2020-07-21 17:43:04 阅读: 来源:碰焊机厂家

摘要:本文提供的参考设计用于实现APD偏置电源及其电流监测。基于MAX15031 DC-DC转换器,该电路能够将2.7V至11V范围的输入电压经过DC-DC电源转换器后得到一个70V、4mA电源。 下面列出了参考设计的主要规格、详细的原理图(图1)以及材料清单(表1)。设计规格与配置

2.7V至11V较宽的输入电压范围 70V输出电压 4mA输出电流 400kHz固定开关频率 -40°C至+125°C工作温度范围 微型、8mm x 12mm电路板尺寸 参考设计原理图图1所示为参考设计的原理图,输入电压范围为2.7V至5.5V。将CP引脚连接到VIN、去掉电荷泵电容(C3),该电路可接受5.5V至11V输入范围。图1. MAX15031升压转换器原理图,FSW = 400kHz (固定)。表1. 材料清单(BOM) DesignatorValueDescriptionPartFootprintManufacturerQuantityC11μF, 10VCapacitorGRM155R61A105KE150402Murata1C2, C40.1μF, 16VCapacitorsGRM155R71C104KA880402Murata2C3, C60.01μF, 25VCapacitorsGRM155R71E103KA01D0402Murata2C5, C80.1μF, 100VCapacitorsGCM21BR72A104KA37L0805Murata2C70CapacitorOpen0402Open1D1100V, 150mASchottky diodeBAT46W-7-FSOD-123Diodes Inc.1L14.7μHInductorME3220-472MLB3mm x 3mmCoilcraft1R1348kΩResistorSMD, 1%, 0.125W0402Vishay1R26.34kΩResistorSMD, 1%, 0.125W0402Vishay1R3, R610kΩResistorsSMD, 1%, 0.125W0402Vishay2R4100ΩResistorSMD, 1%, 0.125W0402Vishay1R53.16kΩResistorSMD, 1%, 0.125W0402Vishay1U1MAX15031Boost converterMAX15031ATE+16-TQFN-EPMaxim1表示本设计性能的波形图图2和图3给出了图1所示电路的工作性能,从LX节点的电压波形可以看出,转换器工作在非连续模式。输入(VIN)保持为3.3V,电路设计为产生70V输出电压(VOUT)。图2. 3.3V输入时的VIN (通道1)、VOUT (通道2)和APD (通道3)。图3. VIN = 3.3V、APD电流为4mA时的LX节点电压(通道1)、VOUT (通道2)和APD输出(通道3)。图4. VIN = 3.3V、APD电流为4mA时的输入纹波(通道1)和输出纹波(通道2)。图4给出了输入电压为3.3V、负载电流为4mA时,输入(VIN)纹波和输出(VOUT)纹波。图5所示波形是当输出电流到达电流门限时RLIM引脚的电压波形。此时的电流门限设置在4mA,达到电流门限时,RLIM两端的电压为1.245V。图5. APD电流为4mA时的APD输出(通道2)、VIN (通道3)以及APD电流监测输出(即RLIM两端电压) (通道4)。效率测试输入电压为3.3V和5V,负载电流在0至4mA范围变化时,对测试结果进行计算得到系统的整体效率,图6所示为70V输出条件下的效率曲线。图6. 3.3V和5V输入时,效率与负载电流的对应关系曲线。PCB设计图7所示为参考设计布局,仅占用12mm x 8mm极小的电路板尺寸。图8和图9分别显示了顶层和底层元件布局。图7. 参考设计电路板布局,尺寸为12mm x 8mm。图8. 顶层元件布局图9. 底层元件布局

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