打印頭電源參考設(shè)計

1 引言
    為了獲得較高的打印機打印質(zhì)量，給出了打印機電源管理的一些重要設(shè)計參數(shù)，并利用MAxl5005電源控制器構(gòu)建SEPIC電路的解決方案。
    該打印頭電源參考設(shè)計能夠提供可調(diào)節(jié)的高壓輸出，用于打印頭供電。該參考設(shè)計包括完整的電路原理圖、材料清單(BOM)、測試測量電路、效率測量及測試結(jié)果。

2 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，打印頭溫度升高。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。
    通常采用微控制器調(diào)節(jié)打印速度，保證工作溫度介于兩個溫度門限之間，而打印機馬達的速度是靠作用在馬達上的可變直流電壓調(diào)節(jié)的。

3 打印頭電源參考設(shè)計簡介
    該設(shè)計采用MAX15005電源控制器，能為打印機馬達提供動態(tài)變化的直流電壓 (45 V)。微控制器產(chǎn)生的PWM輸出經(jīng)RC濾波后連接至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，馬達需較大的勵磁電流，MAX15005具有打嗝式保護。MAX15005進入打嗝模式，限制電源輸出以降低速率，從而保護所有電路元件。勵磁結(jié)束后，馬達吸收常規(guī)丁作電流，轉(zhuǎn)換器進入正常工作模式。

4 規(guī)格和設(shè)計電路
    該打印頭電源參考設(shè)計滿足以下規(guī)格：輸入電壓范圍為32～45 V；輸出電壓范圍為25～45 V(通過微控制器南外部調(diào)節(jié))；輸出電流為范圍0～2 A；輸出紋波為±0．5 V；輸入紋波為±100 mV；效率大于93％(滿負荷)；開關(guān)頻率為400 kHz。圖1所示的電路原理圖滿足上述規(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)。表1列出該參考設(shè)計的材料清單(BOM)。[!--empirenews.page--]

5 效率曲線
    該參考設(shè)計的效率與負載電流的關(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=25 V和VOUT=45 V。

    其中，圖4是在VIN=45 V和VOUT=45 V的測試條件下，兩者的對應(yīng)關(guān)系。[!--empirenews.page--]
    圖4中，Ch1為輸出電壓；Ch2為輸入電壓；Ch3為MOS-FET漏極電壓；Ch4為輸出電流。

    圖5是在VIN=32 V和VOUT=45 V的測試條件下，兩者的對應(yīng)關(guān)系，圖5中，Ch1為輸出電壓；Ch2為輸入電壓；Ch3為MOSFET柵極電壓；Ch4為輸出電流。

    圖7是在VIN=45 V和VOUT=25 V的測試條件下，兩者的對應(yīng)關(guān)系。
    圖7中，Ch1為輸出電壓；Ch2為輸入電壓；Ch3為MOS-FET柵極電壓；Ch4為輸出電流。