張桂紅

摘要：本設(shè)計采用LM5117同步降壓控制器與CSD18532KCSMOS場效應(yīng)管為核心器件，完成一個16V轉(zhuǎn)換5V降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計，使用LM5117作為控制芯片控制MOS管的開通與關(guān)斷。利用芯片自身基準電壓與反饋信號相比較來調(diào)節(jié)輸出脈沖的占空比從而調(diào)節(jié)主電路輸出電壓維持在穩(wěn)定的電壓狀態(tài)達到穩(wěn)壓輸出，另外本設(shè)計加入過流保護環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：LM5117同步降壓控制器；過流保護；電源

中圖分類號：TM731 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）29-0254-03

3電路版設(shè)計

本設(shè)計采用四層PCB板，實現(xiàn)降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源模塊，精度高抗干擾能力強，且體積小重量輕。本設(shè)計PCB板的3D總覽圖如圖2所示。

本設(shè)計PCB板各層設(shè)計圖如圖3所示。

一層：本層設(shè)計主要分為兩大模塊：控制電路模塊；MOS管驅(qū)動模塊。

控制電路模塊為LM5117芯片所在位置，相比0805型號元器件，本設(shè)計選擇將外圍元器件統(tǒng)一采用0402型號元器件將有更高的精確度與更多選擇。

MOS管驅(qū)動模塊分如下幾個部分：高端電壓輸入、高、底邊MOS管及其采樣電阻、電感模塊、電源輸出及電源測試點，高、低端MOS管的輸出、輸入、驅(qū)動也設(shè)計在此層，另外，本設(shè)計選擇將MOS管平放，這樣去除了散熱片的重量且散熱性與穩(wěn)定性都要好一些。

電感模塊在本設(shè)計中為四層掏空設(shè)計，防止電感耦合干擾，除開控制電路其他部分統(tǒng)一4層共地。

二層：除開電感模塊，本設(shè)計將二層設(shè)計為全地層，此層設(shè)計可令整體抗干擾能力更強。

三層：本層主要從上到下分布如下幾條設(shè)計線：高、低端MOS管驅(qū)動線、MOS管反饋線，此線連接了電流檢測電阻（8mQ電阻與0.1Ω檢測電阻）及電源反饋線。另外此層還有三個測試點及電感部分，本層設(shè)計位置上下兩層均有地層板，最大程度抗干擾保證精度。

四層：本層設(shè)計了一條連接LM5117SW降壓穩(wěn)壓器開關(guān)節(jié)點線，及給芯片供電的三個電容模塊，除開電感部分其余部分全部設(shè)計為地。

4其他電路

本設(shè)計過流保護電路圖如圖4所示：

根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計增加了過流保護電路模塊，將LM5117芯片10腳電流監(jiān)視器輸出接入LM358芯片，以7805三端穩(wěn)壓器為核心，通過TLA31及其外圍電路將輸入的16V電壓改為穩(wěn)壓5V輸出，其5V輸出將為LM358的工作電壓，當設(shè)計中出現(xiàn)過流時，LM358芯片反相端電壓大于同相端，LM358芯片輸出低電平，繼電器懸空紅燈亮令LM5117進入關(guān)斷模式達到過流保護，若為設(shè)計中未出現(xiàn)過流，繼電器處于常閉觸點紅燈熄滅，令同相端電壓大于反相端電壓，LM358輸出高電平，LM5117將正常工作。流程圖如圖5所示。

5系統(tǒng)測試

5.1測試方案

不通電測試：在焊接好連線后，需要對電路進行檢查。檢查是保證電路正常工作必不可少的步驟。檢查的主要內(nèi)容包括元器件的參數(shù)、極性是否正確，走線是否正確、合理，焊點是否良好等。電路靜態(tài)檢查無誤后，就可通電進行調(diào)試。

通電測試：接通電源，額定輸入電壓下進行輸出電壓偏差、最大輸出電流的測試。及按照題目的設(shè)計要求進行輸出噪聲紋波峰峰值、負載調(diào)整率、電壓調(diào)整率、本設(shè)計工作效率、過流保護模塊實現(xiàn)及其動作電流、輸出控制端口外接電阻R與電源輸出電壓U₀的測試。

5.2測試數(shù)據(jù)

1）在額定輸入電壓條件下，額定輸入電壓值、輸出電壓值、輸出電壓偏差值（表1）。

2）在額定輸入電壓條件下，輸入電壓值、輸出電流值的測量（表2）

3）輸出噪聲紋波電壓波形圖如圖6