降压型直流开关稳压电源的设计与实现

1、    降压型直流开关稳压电源的设计与实现    陈敬穆+张仁永+肖林利+邹春宇【摘要】 为了提高输出电压、电流的稳定性，本文设计了一款降压型dc/dc开关电源电路。采用降压控制器lm5117芯片和csd18532kcs mos場效应管为核心器件组成的buak电路工作原理，然后对电路的各子电路：包括输入电路、降压电路和显示电路进行了分析和设计，最后综合子电路与芯片性能设计了整体电路。该电路在输入电 压16v，输出电压偏差 小于100mv； 最大输出电流稳定在3a。【关键字】 dc-dc变换器 lm5117 csd18532kcs mos场效应管一、系统方

2、案论证开关电源方案采用lm5117用于高侧mosfet的csd18563以及用于低侧mosfet的csd18532 （x2）。该方案适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用。其控制方法采用仿真电流斜坡的电流模式控制。电流模式控制具有固有的输入电压前馈、逐周期电流限制和简化环路补偿的功能。使用仿真控制斜坡可降低脉宽调制电路对噪声的敏感度，有助于实现高输入电压应用所必需的极小占空比的可靠控制，同时不会影响输出纹波。电流恒定控制采用场效应管csd18532kcs构成压控恒流源，再由lm5117芯片控制dc-dc实现降压变换。该方案可以实现电压线控制电源，增加了执行效率提高恒流效果。拥有超低的qg

3、、qgd、雪崩额定值和逻辑电平等优点，并且不会影响输出纹波，输出电流波动较小。本文的过流保护如图1所示，调整下mos管q2的源极电阻r14使输出电流3.1a时，电路进入打嗝模式，启动限流保护。二、电路设计lm5117包含一个双电平uvlo（欠压锁定）电路。当uvlo低于0.4v时，lm5117处于关断模式。关断比较器可提供100 mv的迟滞，以避免转换过程中的跳动（chatter）。当uvlo引脚的电压高于0.4v，但低于1.25v时，控制器处于待机模式。在待机状态下，vcc偏置稳压器被激活，而 ho和lo驱动器被禁用，ss引脚保持低电平。此功能允许通过一个集电极开路或漏极开路器件将 uvlo

4、引脚拉至低于0.4v，以实现远程关断功能。当vcc引脚超过其欠压锁定阈值，且uvlo引脚电压高于1.25v时，ho和lo驱动器被启用，并开始正常运行。此处直接选取13.5v电压能正常开机即可，根据uvlo=1.25v，这里选取电阻ruv2为91k，ruv1=10k，使得u=1.25*（91k+10k）/10k，即uin>12.6v，此电路即可工作。在mos管导通的时间里，电感l会将通过的电流转换为磁能，把能量贮存起来。电容c将通过电感l的那部分电流转化为电荷贮存起来。在mos管截止的时间里，电感l会产生反向电动势，将其输送给负载r并与续流二极管d组成回路，同时电容c将电荷转换成电流向负载

5、供电。三、系统测试为了减少误差，测试方案采用，多次重复测试的方法进行。测量电路点如图2所示（3、4、5、6、7为测量点）：额定输入电压下，产品主要做了以下5组测试，测试结果如表1所示：由表1可知：|？uo|在0.010.03v之间，符合|？uo|=|5v-uo| 100mv的设计要求；iomax在3.003.01之间，符合额定输入电压下，最大输出电流：io3a的设计要求；输出噪声纹波电压峰峰值uopp在32mv40 mv之间。符合uopp50mv（uin=16v，io=iomax）的设计要求；参 考 文 献1侯振义.直流开关电源技术及应用m.北京：电子工业出版社.2015，p17-39.2张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计m.电子工业出版社，2011，p35-58.3王水平，付敏江.开关稳压电源.原理、设计与实用电路.m西安：西安电子科技大学出版社，2009，p127-136.4沙占友，王彦朋，孟志永等.单片开关电源最新应用技术m.北