摘要：开关电源技术属于电力电子技术，它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种用电要求.由于其高效节能可带来巨大经济效益，因而引起社会各方面的重视而得到迅速推广。下文讲述设计一种基于LM5117芯片的降压型直流开关稳压电源。
关键词：LM5117；降压型；开关电源
引言
电源作为电子产品的动力中枢，其续航能力直接决定着电子产品的使用寿命。随着集成电路制造工艺的不断进步，数字电路的电源电压一直下降，但系统的供电电源还是在较高的电位，因此必须靠降压型电源来提供较低的供电电源。
1系统总体设计
通过对LM5117芯片的分析，从芯片数据手册可以得到LM5117是TI公司生产的一款降压型直流稳压开关，应用于汽车电气的同步降压控制器，适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用。
1.1通过PCB软件altium designer参考LM5117典型应用建立基于LM5117芯片的降压型直流开关稳压电源电路的原理图，并对其工作时的元器件情况进行模拟仿真检测。
1.2选择LM5117外围电路元件设计方面我们使用LM5117工作表计算的组件设计的合理起始，制定各元件的值与封装并将其制成PCB电路板，各个元器件的值和位置进行合理的布局设计和优化，相关主要元器件包括：LM5117，CSD18532KCS（MOS管），SRP6540-5R6M（电感），CD0603-B0130L（三极管）等。
2主电路设计
根据TI公司方法设计方案相应设计，对其工作原理和特性进行深入的理论分析，通过研究降压型直流开关稳压电源的转换机理，对降压型直流开关稳压电源进行建模并进行了电路设计，以及对电路模型进行理论计算和进行电路验证主电路如下图图2.1所示。
图2.1典型应用
2.1通过LM5117技术手册我们了解到LM5117可利用自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边 NMOS 功率开关管。用户可选的二极管仿真模式可实现非连续模式操作，提高轻负载条件下的效率。LM5117 独特的模拟遥测功能可提供平均输出电流信息。其他功能还包括热关断、频率同步、断续（hiccup）模式电流限制和可调输入欠压锁定。
2.2主电路部分设计主要包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路设计。稳压器把波动较大的直流电压变为稳定的直流电压输出；一般的低压交流电，整流器把交流电变为脉动直流电；滤波器滤除直流中的交流通过闭环反馈控制和扩大输出电流来提高电源性能。其主电路的组件和参数列表如附件的图2所示。
3 PCB元件参数设计
LM5117 的工作频率高达230kHZ属于高频电路。所以对pcb板布局布线需要严格按照LM5117芯片技术手册来设计。
3.1元件参数的计算
TI公司的LM5117工作表计算的组件设计使我们对选择元器件值的大小方面省去了大量工作。电路参数具体设定步骤如附录中图1所示。
3.2检测内容
对设计好的PCB板进行标定，使其工作在最小输入电压 V _（IN（MIN））= 12V，最大输入电压V _（IN（MAX））= 18V，开关频率F_SW=230kHz下。得到输出电压V_OUT =5V，满载电流I_OUT = 3.5A，效率"η≥85%" 的各项性能指标；分析电源电路的误差来源，提出相应的改进措施和方法。
3.3电源指标
（1）额定输入电压下，输出电压偏差：
；
（2）额定输入电压下，最大输出电流：
；
（3）输出噪声纹波电压峰峰值：
；
（4）
从满载
变到轻载
时，负载调整率：
；
（5）
变化到17.6V和13.6V，电压调整率：
（6）效率
；
4小结
本设计利用LM5117DCDC降压变换器的一款基于同步整流装置的开关电源。本设计充分利用了LM5117片上的资源，对输出电压、电流等特征进行采集，并利用片内误差放大器放大，构成电压-电流调节反馈回路。在整个设计中，使用充分使用TI公司的WEBENCH®工具模拟设计，进一步模拟优化设计，针对同步整流拓扑的利用，大大提高了装置的运行效率，同时减少了传统BUCK降压变换装置中二极管的带来的压降，以及二极管反向恢复对电路造成的影响。应用LM5117特殊的电流斜坡模拟，以及逐周期限流等多种功能，构成了一个高效稳定的电压稳定系统。
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附录
图 1LM5117降压型开关电源电路参数计算的15个步骤
论文作者:陈鑫,程海玉,洪礼松,王凯强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/12
标签：电压论文; 电路论文; 稳压电源论文; 变换器论文; 电源论文; 电流论文; 芯片论文; 《电力设备》2018年第3期论文;