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摘要:本文以降压控制器LM5117和CDS18532KCS MOS场效应管为核心器件设计了降压型开关稳压电源。该电源由DC/DC转换模块、过流保护模块、负电源模块、负载识别模块等电路组成,实现了额定输入电压下,输出电压为5V,偏差小于15mV,最大输出电流大于3A,同时输出噪声纹波电压峰峰值小于40mV、负载调整率小于5%、电压调整率小于0.3%、效率达到了85%以上,具有过流保护功能。
1.总体设计方案
降压型开关稳压电源是将直流信号转换成方波后经低通滤波器平滑得到直流信号的电路,其优点在于可减少电压变换时的损失。本设计选用同步降压控制器LM5117、它适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器,可利用自适应死区时间来控制驱动外部高边和低边NMOS功率开关管。
降压型开关稳压电源设计总体框图如图1所示。16V的额定直流电压,经输入滤波电路,进人DC-F〔电路转换,在转换过程中具有过流保护功能,转换结束后,经输出滤波电路给负载5V的直流电压。
2 理论分析与计算
(1)降低噪声纹波的分析与计算。输出纹波与输出电容的关系为:
由此可知,采用并联电容的方法可降低噪声纹波。
(2)稳压控制方法分析。LM5117的内部参考源是0. 8V,工作时刻检测Uin是否与内部参考源电压相同,若相同则说明实际值等于给定值,LM5117内部参数(开关管的占空比)保持不变;若输出电压过高,则改变参数(减小开关管的占空比)使Uo降低;若输出电压过低,则改变参数(增大开关管的占空比)使Uo升高。
(3)改变输入端提供的电压,计算电压调整率。Uin从17. 6V变化到13. 6V时,电压调整率为: