基于lm5117的降压型直流开关稳压电源设计

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1、基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计摘要选用TI公司的LM5117芯片作为稳压系统控制的核心，制作一款稳定高效的降压型直流开关稳压电源，采用电压闭环反馈控制，具有稳定的过流保护、负载识别功能，提高了输出电压的稳定性，大大降低了输出纹波电压。选择合适的开关频率及环路补偿网络增强电路稳定性和带负载能力，进一步稳定输出电压。关键词LM5117；降压型开关稳压电源；闭环控制中图分类号：TN492文献标识码：B文章编号：1671-489X(2017)06-0036-03AbstractThissystemdesignchoosesLM5117chipa

2、ndCSD18532-KCSMOSFETofTICompanyascontrolcorevoltagestabilizingsystem,andbuildsastableandefficientbucktypeDCswitchingpowersupply.Itusestheclosed-loopfeedbackcontrolvoltage，im-provingthestabilityofoutputvoltage.Designreducestheoutputripplevoltage，selectingtheappropriateswitchingf

3、requencycom-pensationandloopnetworktoenhancethestabilityandloadcapa-city,makeoutputvoltagemorestable.KeywordsLM5117；BuckDC；feedbackcontrol1引言开关电源凭借其相对于线性电源的体积小、效率高、可靠性强的优点，在越来越多的场合得到应用。传统的PWM开关电源电路结构复杂，开关频率低，电源功耗高，纹波系数大。随着对开关电源性能要求的不断提高，传统的PWM幵关电源逐渐不能满足性能要求，随着半导体技术的迅猛发展。模块化的开关电

4、源控制芯片的优越性能得到越来越广泛的应用，工作频率高，纹波系数小，带负载能力强，便于调试。TI公司生产的军工级新型同步降压控制器LM5117就是优秀代表。2LM5117介绍LM5117是一款同步降压控制器，适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用。其控制方法基于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。LM5117的工作频率可以在50〜750kHz范围内设定。可利用自适应死区时间控制来

5、驱动外部高边和低边NMOS功率开关管（《LM5117技术手册》）。3方案描述为满足题目要求，本系统能够处理两种输入信号:16V直流输入电压、外部负载R。通过人工方式在两种输入信号之间进行功能的切换，然后通过LM5117为核心的稳压电路，分别实现16V输入、5V恒压输出，负载R可变输入、1〜10V电压输出这两种功能。同时利用采样电阻采集电流信号交给比较器控制，进行过流保护，提高系统可靠性。整体设计框图如图1所示。4方案设计降低纹波本系统采用加强输入输出的LC滤波网络，输入输出信号在送到对应端口之前均采用多个电容并联，大大降低纹波电压；输出端的LC滤波网

6、络选用较小电感（10UH）,降低电路功耗，有助于提高电源效率；输出端采取C1和R21阻容吸收网络，消除尖峰［1］。负载R检测本系统使用LM358构成的恒流源电路［2］，将负载R的阻值转化成电压差分信号送入INA118仪表放大器进行放大，经恒流源转化后差分信号Ud与负载阻值R之间满足题目要求计算公式：Ud=R/lk(V)。Ud被放大后通过运放，成为VOUT输出。负载R检测如图2所示。其中，U1A构成恒流源，RL为待测负载R(仿真电路中条件RL=5k)，U2的INA118P为仪表放大器［3］，处理恒流源转化的电压差分信号R3/R5和R6/R4分别构成的分

7、压电路和比例电路。稳压控制本系统采用以LM5117芯片为核心的稳压电路，内部高增益误差放大器产生一个与FB引脚电压和内部高精度0.8V基准之差成正比的误差信号。选取合适的RCOMP、CCOMP和CHF构成n型环路补偿元件，连接至COMP引脚的误差放大器。选取合适的反馈调节网络，使输出电压稳定到需求值［4］。过流保护LM5117芯片的UVLO端口是欠压锁定编程引脚。当UVLO引脚低于0.4V时，稳压器处于关断模式，所有功能被禁用。如果UVLO引脚电压高于0.4V并低于1.25V，稳压器随VCC稳压器运行而处于待机模式，此时SS引脚接地，且H0和L0输出

8、端不会切换。决定利用这一特性，使工作电流超过额定电流时强制拉低UVLO口的电压至0.4V〜1.25V之间，将