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A題:降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源【本科組】2016年7月27日星期三摘要,
人們對其需求量日益增長,
并且對電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。本系統(tǒng)是以TI公司的降壓控制器LM5117芯片和CSD18532KCSMOS場效應(yīng)管為核心器件設(shè)計而成的一個降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)16V到5V直流電壓的轉(zhuǎn)換,輸出電流范圍是0~3A,且電源有識別負(fù)載的功能。本系統(tǒng)具有調(diào)整速度快,精度高,電壓調(diào)整率低,負(fù)載調(diào)整率低,效率高,體積小,重量輕,輸出紋波小等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:LM5117;CSD18532KCS;穩(wěn)壓電源;負(fù)載識別。一、方案論證1.1電源變換電路方案論證1.2穩(wěn)壓控制方法的方案選擇在最小輸入電壓時Ippmax電流檢測電阻:RR通過增并聯(lián)0.1?檢測電阻,可實(shí)現(xiàn)Rs的值。電感電流斜坡信號是通過Rramp和Cramp仿真的。對于這個例子,Cramp值設(shè)置在820pF的標(biāo)準(zhǔn)電容值。利用電感器可選擇檢測電阻和K系數(shù),Rramp值可以計算如下:Rramp=Rramp=自舉電容CHB這個設(shè)計選擇的值為0.47μFVCC電容這個設(shè)計選擇了1μF的值。VIN濾波器RVIN、CVINVIN上的R-C濾波器(RVIN、CVIN)是可選的。濾波器有助于防止注入到VIN引腳的高頻開關(guān)噪聲引起的故障。在這個例子中,CVIN使用了0.47μF陶瓷電容器。RVIN選定為3.9?。tss= 對于這個例子,軟啟動時間為8ms,CSS選擇的值為0.1μF.fCROSS=Fsw10Rcomp=2RCOMP選擇的標(biāo)準(zhǔn)值為27.4k?。Ccomp=Rload×CoutRcompChf=Resr×Cout×CcompRcomp×Ccomp-Resr×CoutChf=輸出分壓器RFB1和RFB2設(shè)置輸出電壓電平。這些電阻的比值計算公式為:RFB2RFB1=Vout0.8V-1選取RFB2為三、硬件電路單元設(shè)計3.1過電流保護(hù)電路原理簡述:要求電源具有過流保護(hù)功能,動作電流IOth=3.2±0.1A;我們采取的辦法是利用LM5117芯片的CM端口輸出的電壓與輸出平均電流成正比。采用帶正反饋的比較器將CM端電壓與基準(zhǔn)電壓比較,當(dāng)輸入電壓高于動作電壓時,運(yùn)放輸出電平由低電平翻轉(zhuǎn)成高電平,使三極管導(dǎo)通,從而將3.2負(fù)載識別電路3.3LC濾波電路單元四、測試方案與測試結(jié)果4.1測試儀器與測試條件4.1.1測試儀器序號名稱、型號、規(guī)格數(shù)量1TDS210數(shù)字存儲示波器(60MHz、1.0GS/s)12UT70A數(shù)字萬用表14.1.2測試條件4.2測試結(jié)果4.2.1電壓偏差測試序號額定輸入電壓V額定輸出電壓V實(shí)際輸出電壓v偏差115.874.964.9420mv?4.2.2額定輸入電壓下,最大輸出電流測試序號額定電壓最大輸出電流115.3.26IO4.2.3紋波電壓測試序號電壓峰峰值110mv UOPP≤50mV(4.2.4負(fù)載調(diào)整率測試序號IomaxUo滿載IominUo輕載負(fù)載調(diào)整率13A5.00V0.6A4.96V0.8%Si=4.2.5電壓調(diào)整率測試序號Uo變化電壓調(diào)整率1UO17.6V-U0.2%2UO16V-U0.2%SV=4.2.6效率測試η≥85%( η=UO×IoUi×Ii=4.93×2.974.2.7過電流保護(hù)功能實(shí)際測的的動作電流I=3.26A;滿足
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