打印头电源参考设计
打印头电源参考设计
1 引言
为了获得较高的打印机打印质量，给出了打印机电源管理的一些重要设计参数，并利用maxl5005电源控制器构建sepic电路的解决方案。
该打印头电源参考设计能够提供可调节的高压输出，用于打印头供电。该参考设计包括完整的电路原理图、材料清单(bom)、测试测量电路、效率测量及测试结果。
2 打印机设计的基本考虑
打印机速度的提高使得打印头消耗的功率增大，打印头温度升高。如果打印机温度过高，墨迹将容易受到污染；如果温度过低，墨迹又会变得模糊。因此，为了获得较高的打印质量，打印头的热管理非常关键。
通常采用微控制器调节打印速度，保证工作温度介于两个温度门限之间，而打印机马达的速度是靠作用在马达上的可变直流电压调节的。
3 打印头电源参考设计简介
该设计采用max15005电源控制器，能为打印机马达提供动态变化的直流电压 (45 v)。微控制器产生的pwm输出经rc滤波后连接至max15005的ss引脚，通过改变pwm信号即可调节输出电压。打印机启动时，马达需较大的励磁电流，max15005具有打嗝式保护。max15005进入打嗝模式，限制电源输出以降低速率，从而保护所有电路元件。励磁结束后，马达吸收常规丁作电流，转换器进入正常工作模式。
4 规格和设计电路
该打印头电源参考设计满足以下规格：输入电压范围为32～45 v；输出电压范围为25～45 v(通过微控制器南外部调节)；输出电流为范围0～2 a；输出纹波为±0．5 v；输入纹波为±100 mv；效率大于93％(满负荷)；开关频率为400 khz。图1所示的电路原理图满足上述规格，该设计中，输出电压可能低于或高于输入电压，max15005配置为sepic架构。表1列出该参考设计的材料清单(bom)。
5 效率曲线
该参考设计的效率与负载电流的关系曲线如图2和图3所示。图2和图3的输出电压分别为vout=25 v和vout=45 v。
其中，图4是在vin=45 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系。
图4中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet漏极电压；ch4为输出电流。
图5是在vin=32 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系，图5中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mosfet栅极电压；ch4为输出电流。
图6是在vin=45 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系。
图6中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet栅极电压；ch4为输出电流。
图7是在vin=45 v和vout=25 v的测试条件下，两者的对应关系。
图7中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet栅极电压；ch4为输出电流。
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为了获得较高的打印机打印质量，给出了打印机电源管理的一些重要设计参数，并利用maxl5005电源控制器构建sepic电路的解决方案。
该打印头电源参考设计能够提供可调节的高压输出，用于打印头供电。该参考设计包括完整的电路原理图、材料清单(bom)、测试测量电路、效率测量及测试结果。
2 打印机设计的基本考虑
打印机速度的提高使得打印头消耗的功率增大，打印头温度升高。如果打印机温度过高，墨迹将容易受到污染；如果温度过低，墨迹又会变得模糊。因此，为了获得较高的打印质量，打印头的热管理非常关键。
通常采用微控制器调节打印速度，保证工作温度介于两个温度门限之间，而打印机马达的速度是靠作用在马达上的可变直流电压调节的。
3 打印头电源参考设计简介
该设计采用max15005电源控制器，能为打印机马达提供动态变化的直流电压 (45 v)。微控制器产生的pwm输出经rc滤波后连接至max15005的ss引脚，通过改变pwm信号即可调节输出电压。打印机启动时，马达需较大的励磁电流，max15005具有打嗝式保护。max15005进入打嗝模式，限制电源输出以降低速率，从而保护所有电路元件。励磁结束后，马达吸收常规丁作电流，转换器进入正常工作模式。
4 规格和设计电路
该打印头电源参考设计满足以下规格：输入电压范围为32～45 v；输出电压范围为25～45 v(通过微控制器南外部调节)；输出电流为范围0～2 a；输出纹波为±0．5 v；输入纹波为±100 mv；效率大于93％(满负荷)；开关频率为400 khz。图1所示的电路原理图满足上述规格，该设计中，输出电压可能低于或高于输入电压，max15005配置为sepic架构。表1列出该参考设计的材料清单(bom)。
5 效率曲线
该参考设计的效率与负载电流的关系曲线如图2和图3所示。图2和图3的输出电压分别为vout=25 v和vout=45 v。
其中，图4是在vin=45 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系。
图4中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet漏极电压；ch4为输出电流。
图5是在vin=32 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系，图5中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mosfet栅极电压；ch4为输出电流。
图6是在vin=45 v和vout=45 v的测试条件下，两者的对应关系。
图6中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet栅极电压；ch4为输出电流。
图7是在vin=45 v和vout=25 v的测试条件下，两者的对应关系。
图7中，ch1为输出电压；ch2为输入电压；ch3为mos-fet栅极电压；ch4为输出电流。
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