摘要:本文以降壓控制器LM5117和CDS18532KCS MOS場(chǎng)效應(yīng)管為核心器件設(shè)計(jì)了降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。該電源由DC/DC轉(zhuǎn)換模塊、過(guò)流保護(hù)模塊、負(fù)電源模塊、負(fù)載識(shí)別模塊等電路組成,實(shí)現(xiàn)了額定輸入電壓下,輸出電壓為5V,偏差小于15mV,最大輸出電流大于3A,同時(shí)輸出噪聲紋波電壓峰峰值小于40mV、負(fù)載調(diào)整率小于5%、電壓調(diào)整率小于0.3%、效率達(dá)到了85%以上,具有過(guò)流保護(hù)功能。
1.總體設(shè)計(jì)方案
降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源是將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波后經(jīng)低通濾波器平滑得到直流信號(hào)的電路,其優(yōu)點(diǎn)在于可減少電壓變換時(shí)的損失。本設(shè)計(jì)選用同步降壓控制器LM5117、它適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩(wěn)壓器,可利用自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間來(lái)控制驅(qū)動(dòng)外部高邊和低邊NMOS功率開(kāi)關(guān)管。
降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)總體框圖如圖1所示。16V的額定直流電壓,經(jīng)輸入濾波電路,進(jìn)人DC-F〔電路轉(zhuǎn)換,在轉(zhuǎn)換過(guò)程中具有過(guò)流保護(hù)功能,轉(zhuǎn)換結(jié)束后,經(jīng)輸出濾波電路給負(fù)載5V的直流電壓。

2 理論分析與計(jì)算
(1)降低噪聲紋波的分析與計(jì)算。輸出紋波與輸出電容的關(guān)系為:

由此可知,采用并聯(lián)電容的方法可降低噪聲紋波。
(2)穩(wěn)壓控制方法分析。LM5117的內(nèi)部參考源是0. 8V,工作時(shí)刻檢測(cè)Uin是否與內(nèi)部參考源電壓相同,若相同則說(shuō)明實(shí)際值等于給定值,LM5117內(nèi)部參數(shù)(開(kāi)關(guān)管的占空比)保持不變;若輸出電壓過(guò)高,則改變參數(shù)(減小開(kāi)關(guān)管的占空比)使Uo降低;若輸出電壓過(guò)低,則改變參數(shù)(增大開(kāi)關(guān)管的占空比)使Uo升高。
(3)改變輸入端提供的電壓,計(jì)算電壓調(diào)整率。Uin從17. 6V變化到13. 6V時(shí),電壓調(diào)整率為:
