降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與實現(xiàn)【摘要】為了提高輸出電壓、電流的穩(wěn)定性，本文設(shè)計了一款降壓型DC/DC開關(guān)電源電路。采用降壓控制器LM5117芯片和CSD18532KCSMOS?魴b?管為核心器件組成的BUAK電路工作原理，然后對電路的各子電路：包括輸入電路、降壓電路和顯示電路進行了分析和設(shè)計，最后綜合子電路與芯片性能設(shè)計了整體電路。該電路在輸入電壓16V,輸出電壓偏差小于lOOmV；最大輸出電流穩(wěn)定在3Ao【關(guān)鍵字】DC-DC變換器LM5117CSD18532KCSMOS場效應管一、系統(tǒng)方案論證開關(guān)電源方

2、案采用LM5117用于高側(cè)MOSFET的CSD18563以及用于低側(cè)MOSFET的CSD18532(X2)。該方案適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩(wěn)壓器應用。其控制方法采用仿真電流斜坡的電流模式控制。電流模式控制具有固有的輸入電圧前饋、逐周期電流限制和簡化環(huán)路補償?shù)墓δ堋Ｊ褂梅抡婵刂菩逼驴山档兔}寬調(diào)制電路對噪聲的敏感度，有助于實現(xiàn)高輸入電壓應用所必需的極小占空比的可靠控制，同時不會影響輸出紋波。電流恒定控制采用場效應管CSD18532KCS構(gòu)成壓控恒流源，再由LM5117芯片控制DC-DC實現(xiàn)降壓變換。該方

3、案可以實現(xiàn)電壓線控制電源，增加了執(zhí)行效率提高恒流效果。擁有超低的QG、QGD、雪崩額定值和邏輯電平等優(yōu)點，并且不會影響輸出紋波，輸出電流波動較小。本文的過流保護如圖1所示，調(diào)整下MOS管Q2的源極電阻R14使輸出電流23.1A時,電路進入打嗝模式，啟動限流保護。二、電路設(shè)計LM5117包含一個雙電平UVLO（欠壓鎖定）電路。當UVLO低于0.4V時，LM5117處于關(guān)斷模式。關(guān)斷比較器可提供100MV的遲滯，以避免轉(zhuǎn)換過程中的跳動（CHATTER）o當UVL0引腳的電壓高于0.4V,但低于1.25V時，控制器

4、處于待機模式。在待機狀態(tài)下，VCC偏置穩(wěn)壓器被激活，而H0和L0驅(qū)動器被禁用，SS引腳保持低電平。此功能允許通過一個集電極開路或漏極開路器件將UVLO引腳拉至低于0.4V,以實現(xiàn)遠程關(guān)斷功能。當VCC引腳超過其欠壓鎖定閾值，且UVLO引腳電壓高于1.25V時，H0和L0驅(qū)動器被啟用，并開始正常運行。此處直接選取13.5V電壓能正常開機即可，根據(jù)UVL0=1.25V,這里選取電阻RUV2為91K,RUV1二10K,使得U二1.25*(91K+10K)/10K,即UIN>12.6V,此電路即可工作。在MOS管導通

5、的時間里，電感L會將通過的電流轉(zhuǎn)換為磁能，把能量貯存起來。電容C將通過電感L的那部分電流轉(zhuǎn)化為電荷貯存起來。在MOS管截止的時間里，電感L會產(chǎn)生反向電動勢，將其輸送給負載R并與續(xù)流二極管D組成回路，同時電容C將電荷轉(zhuǎn)換成電流向負載供電。三、系統(tǒng)測試為了減少誤差，測試方案采用，多次重復測試的方法進行。測量電路點如圖2所示（3、4、5、6、7為測量點人額定輸入電壓下，產(chǎn)品主要做了以下5組測試，測試結(jié)果如表1所示:由表1可知：①I?U0

6、在0.01?0.03V之間,符合

7、?U01=15V-U01W100MV的設(shè)計要

8、求；②IOMAX在3.00-3.01之間，符合額定輸入電壓下，最大輸出電流：I023A的設(shè)計耍求；③輸出噪聲紋波電壓峰峰值U0PP在32MV-40MV之間。符合U0PPW50MV（UIN二16V,10二I0MAX）的設(shè)計要求；參考文獻[1]侯振義.直流開關(guān)電源技術(shù)及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2015,P17-39.[2]張占松，蔡宣三?開關(guān)電源的原理與設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社，2011,P35-58.[3]王水平，付敏江?開關(guān)穩(wěn)壓電源?原理、設(shè)計與實用電路?[M]西安:西安電子科技大學出版社，200

9、9,P127-136.[4]沙占友，王彥朋，孟志永等?單片開關(guān)電源最新應用技術(shù)[M]?北京:機械工業(yè)出版社，2001,P100-117?[5]王英劍，常敏慧，何希才?新型開關(guān)電源實用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013,P29-36.