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基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计

范文

张桂红

摘要：本设计采用LM5117同步降压控制器与CSD18532KCSMOS场效应管为核心器件，完成一个16V转换5V降压型直流开关稳压电源设计，使用LM5117作为控制芯片控制MOS管的开通与关断。利用芯片自身基准电压与反馈信号相比较来调节输出脉冲的占空比从而调节主电路输出电压维持在稳定的电压状态达到稳压输出，另外本设计加入过流保护环节。

关键词：LM5117同步降压控制器；过流保护；电源

中图分类号：TM731 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）29-0254-03

3电路版设计

本设计采用四层PCB板，实现降压型直流开关稳压电源模块，精度高抗干扰能力强，且体积小重量轻。本设计PCB板的3D总览图如图2所示。

本设计PCB板各层设计图如图3所示。

一层：本层设计主要分为两大模块：控制电路模块；MOS管驱动模块。

控制电路模块为LM5117芯片所在位置，相比0805型号元器件，本设计选择将外围元器件统一采用0402型号元器件将有更高的精确度与更多选择。

MOS管驱动模块分如下几个部分：高端电压输入、高、底边MOS管及其采样电阻、电感模块、电源输出及电源测试点，高、低端MOS管的输出、输入、驱动也设计在此层，另外，本设计选择将MOS管平放，这样去除了散热片的重量且散热性与稳定性都要好一些。

电感模块在本设计中为四层掏空设计，防止电感耦合干扰，除开控制电路其他部分统一4层共地。

二层：除开电感模块，本设计将二层设计为全地层，此层设计可令整体抗干扰能力更强。

三层：本层主要从上到下分布如下几条设计线：高、低端MOS管驱动线、MOS管反馈线，此线连接了电流检测电阻（8mQ电阻与0.1Ω检测电阻）及电源反馈线。另外此层还有三个测试点及电感部分，本层设计位置上下两层均有地层板，最大程度抗干扰保证精度。

四层：本层设计了一条连接LM5117SW降压稳压器开关节点线，及给芯片供电的三个电容模块，除开电感部分其余部分全部设计为地。

4其他电路

本设计过流保护电路图如图4所示：

根据设计要求，本设计增加了过流保护电路模块，将LM5117芯片10脚电流监视器输出接入LM358芯片，以7805三端稳压器为核心，通过TLA31及其外围电路将输入的16V电压改为稳压5V输出，其5V输出将为LM358的工作电压，当设计中出现过流时，LM358芯片反相端电压大于同相端，LM358芯片输出低电平，继电器悬空红灯亮令LM5117进入关断模式达到过流保护，若为设计中未出现过流，继电器处于常闭触点红灯熄灭，令同相端电压大于反相端电压，LM358输出高电平，LM5117将正常工作。流程图如图5所示。

5系统测试

5.1测试方案

不通电测试：在焊接好连线后，需要对电路进行检查。检查是保证电路正常工作必不可少的步骤。检查的主要内容包括元器件的参数、极性是否正确，走线是否正确、合理，焊点是否良好等。电路静态检查无误后，就可通电进行调试。

通电测试：接通电源，额定输入电压下进行输出电压偏差、最大输出电流的测试。及按照题目的設计要求进行输出噪声纹波峰峰值、负载调整率、电压调整率、本设计工作效率、过流保护模块实现及其动作电流、输出控制端口外接电阻R与电源输出电压U0的测试。

5.2测试数据

1）在额定输入电压条件下，额定输入电压值、输出电压值、输出电压偏差值（表1）。

2）在额定输入电压条件下，输入电压值、输出电流值的测量（表2）

3）输出噪声纹波电压波形图如图6

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