降压型直流开关稳压电源
开关电源拓扑结构对比(全)
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL 四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源/blog/100019740上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。
其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。
常见几种开关电源工作原理及电路图
常见几种开关电源工作原理及电路图图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。
唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。
３．单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。
这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。
当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。
为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。
由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。
开关电源稳压控制器
R2=R1(
VOUT － 1) VREF
VREF=1.23V 为了使电路稳定/选 R1 阻值为 1K，误差精度为 1%。 CIN —470μF 50V COUT —220μF 35V （Nichicon PL 系列铝电解电容） R1 —1KΩ，1%。 D1 —5A 40V IN5825（肖特基整流二极管） L1 —68μH CFF —参照应用说明 注 1：反馈线要远离电感，电路中的粗线一定要短，最好用地线屏蔽 注 2：R2 应尽量靠近反馈脚
特点
※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 3.3V、5V、12V 固定输出版和输出可调版 负载电流达到 3A 输入电压达到 40V 外围只需四个元件 电压调整率和电流调整率非常小 内置固定频率为 150kHz 的振荡器 TTL 电平关断功能 待机电流仅为 75μA 转换效率高 内置过热保护电路和限流保护电路
AE2596 (LM2596)技术说明书
管脚图
5-Lead TO-220 (T) 5-Lead TO-263 (S)
1,3,5 2,4
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
管脚设置
序号 管脚符号 说明 1 VIN 直流输入 2 Output 直流输出 3 GND 电源地 4 Feedback 反馈端 使能端 5
应用领域 ※ 高效降压型调节器 ※ 在线式开关调节器 ※ 负电压转换器 典型应用图(固定电压输出模式)
Feedback
DC12V
+Vin
Cin 680uF
1
AE2596
5.0
4
Output
L1 33uH D1 IN5824
5.0V
2 3
GND
5
ON/OFF
直流稳压电源10.4
Байду номын сангаас
D
CO
UO –
RL
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模拟电子技术基础
T + UI –
+
e
uE
iL + uL – iC
IO +
+
C T
D
CO
UO –
RL
来自反馈控制电路 控制脉冲的特点 周期T恒定 周期 恒定
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模拟电子技术基础
T + UI – 2. 工作原理
+
e
uE
iL + uL – iC
IO +
+
C T
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模拟电子技术基础
3. 输出电压 O 输出电压U 占空比
uE
UI UO
O
Ton
Toff
t
iL
UO/ RL
输出直流电压
O
t
UO
UOmin UOmax
O
t 下页 返回
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模拟电子技术基础
4. 反馈控制的降压型开关稳压电源方框图 T + R UI
脉宽调制器 采样电路
L D C
+ UO RL
–
–
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模拟电子技术基础
降压型开关稳压电路的工作原理 1. 降压型开关稳压电路 T + UI –
+ e
uE
iL + uL – iC
IO +
+
C T
D
CO
UO –
RL
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第10章 直流稳压电源 (2)
(3)、输出特性(外特性): UL
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0和 纹波也随之改变。 如:RL愈小(I0越大),U0下降多,纹波增大。
IC 2 I2 CO IO
+ + U – I1 R Ci UI _
W78XX I3 3
+ UO _
（5）恒流源电路
1 + UI _ 2 + UXX _
W78XX Ci 3
R
IQ
IL
RL
U I L I Q R
IL与负载电阻无关，当器件选定后，UXX为一定 值，因此IL为恒流输出。
10.4 开关型稳压电源
整流电路为电 容充电
D2 u2
t1
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t
a
u1
u1
u2
D4
D1 D3
C
S RL u0
b
RL接入（且RLC较大）时
D2 u2
忽略整流电路内阻 电容通过RL放电， 在整流电路电压小 于电容电压时，二 极管截止，整流电 路不为电容充电， u0会逐渐下降。
t
u0
t
a
u1
u1
• 内部有过热保护 • 内部有过流保护 • 调整管设有安全工作区保护
输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。
4. 三端固定输出集成稳压器的应用 (1) 输出为固定电压的电路 输出为固定正电压时的接法如图所示。 1 2 W7805 输入与输 + + 3 出之间的 0.1~0.33F Ui Ci CO UO 电压差取 1F 3～5V！ _ _ 用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 为了瞬时增减负载电流 时不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
基于UC3524的降压型开关电源设计
课程设计（论文）任务书电气与信息工程学院（部）年月日摘要该电路先从220V，50Hz的交流电源输入，经整桥式直流电路，整流，滤波使中间输出电压为直流40V，然后通过控制芯片UC3524进行输出控制，最后经过buck电路使得输出的电压为12V，从而完成所有的设计。
采用的单相桥式整流滤波的方式进行，设计中还对桥式整流进行建模与仿真，以及相关参数的计算分析。
桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压小于单相半波整流电路，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用,效率较高然后用buck降压电路来进行，变压，整流滤波，期间用uc3524来提供发射信号，提供输入电压：交流220V，50Hz。
利用变压器和桥式整流电路使中间直流输入电压降到40V，我们对主电路最大输出电流要求是不得超过3A，我们的最终输出电压为12V，控制uc3524的开关频率为使其为30kHz。
关键词：UC3524，桥式整流滤波，BUCK变换目录1 绪论 (8)1.1 课题的目的和意义 (8)1.2 3524的现状及应用 (8)1.3 课题的设计内容 (8)2 uc3524电路主电路设计 (9)2.1 uc3524电路系统结构介绍 (9)2.2桥式直流电路分析 (9)2.3 滤波电路分析 (11)2.4 buck电路 (12)3 控制电路设计 (13)3.1 UC3524的内部 (13)3.2 引脚图的作用描述 (13)3.3 分析计算 (14)3.4 保护电路 (15)3.5 总电路图 (16)结论 (17)参考文献 (18)附录 (19)1 绪论1.1 课题的目的和意义我们的课题任务是基于UC3524的降压型开关电源设计一个可控电路，熟悉降压斩波电路的基本原理，通过运用所学的理论知识分析设计任务，正确设计主电路，画出电路图，分析工作原理，描绘波形图，并进行相关参数的计算及器件的选型，正确设计控制电路，选择控制芯片，并对其工作原理进行分析与说明，通过以上所诉来加深我们对电路的计算和对芯片的了解。
电路dcdc降压方案
电路DC-DC降压方案概述DC-DC降压方案是一种常用的电路设计方案，广泛应用于电子设备中，用于将高电压的直流电源转换为低电压的直流电源。
在电子设备中，低电压直流电源通常用来供应各种电路和组件，如集成电路、传感器、显示屏等。
本文将介绍几种常用的DC-DC降压方案，包括线性稳压器、降压开关电源以及升压式和降-升压式转换器。
线性稳压器线性稳压器是一种简单、成本低廉的DC-DC降压方案。
它通过晶体管调节电压，将输入电压稳定到所需的输出电压。
线性稳压器的主要优点是电路简单、稳定性好、噪声低，但在输入输出电压差比较大时效率较低，且会产生较多的热量。
因此，线性稳压器常被用于输出电压要求较高且纹波要求较低的场合。
降压开关电源降压开关电源是一种高效率的DC-DC降压方案，它通过开关管和电感器实现对输入电压的调节。
降压开关电路通常分为两种类型：离线式和非离线式。
离线式降压开关电路是将交流输入转换为直流输出，非离线式降压开关电路则直接对直流输入进行调节。
离线式降压开关电路常使用变压器来实现高频开关转换，以提高效率。
非离线式降压开关电路则常常使用非反激、负反激或附加套线器等方式来实现开关转换，这些转换方式相比于离线式较为简单，但功率较小。
降压开关电源的优点是效率高、体积小，适合于功耗要求高、输出电流大的应用场合。
但由于其特殊的电路结构，需要合理的电磁屏蔽和线路布局，以避免电磁干扰和噪声。
升压式转换器升压式转换器是一种将低电压升到高电压的DC-DC降压方案。
它通过变压器实现电压转换，并通过开关管实现稳定性的控制。
升压式转换器通常由高频开关、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
升压式转换器的优点是可以将低电压转换为高电压，适用于输入电压低但要求较高输出电压的场合。
然而，由于电压升高，其效率较低，同时产生的噪声也较多。
降-升压式转换器降-升压式转换器是一种可以将输入电压降低或升高的DC-DC降压方案。
它结合了降压和升压式转换器的特点，可以完成输入电压的双向转换。
开关直流降压电源(BUCK)设计
开关直流降压电源(BUCK)设计摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来，随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展，新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计开关电源，利用MOSFET 管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流，降压电源,TL494,MOSFET1目录摘要 (1)Abstract........................................................... ........ 错误！未定义书签。
1.方案论证与比较 (4)1.1 总方案的设计与论证 ...................................... 错误！未定义书签。
1.2 控制芯片的选择 (4)1.3 隔离电路的选择 .............................................. 错误！未定义书签。
2. BUCK电路工作原理 ......................................... 错误！未定义书签。
3. 控制电路的设计及电路参数的计算 ................ 错误！未定义书签。
3.1 TL494控制芯片................................................ 错误！未定义书签。
TL494降压开关电源的设计
TL494降压开关电源的设计一、设计任务及要求：1、掌握TL494主要性能参数、端子功能、工作原理及典型应用2、掌握DC—DC降压型开关电源原理，掌握电路布线及焊接。
主要技术指标：设计要求：1直流输入：0—30v，电压变化范围为+15%～-20%；2输出电压：5v—30v连续可调，最大输出电流1.5A二、DC—DC变换器buck线路（降压电路）的原理图如图1所示，降压线路的基本特征为：输出电压低于输入电压，输出电流为连续的，输入电流是脉动的。
图1S为开关管，D为续流二极管，当给S一个高电平使得开关管导通，输入电源对电感，电容充电，同时向负载供电。
当给S一个低电平时使得开关管关断，负载电流经二极管续流。
改变开关管的占空比即能改变输出的平均电压。
三、TL494中文资料及应用电路TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。
TL494主要特征集成了全部的脉宽调制电路。
片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个（一个电阻和一个电容）。
内置误差放大器。
内止5V参考基准电压源。
可调整死区时间。
内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。
推或拉两种输出方式。
TL494引脚图TL494工作原理简述TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。
四、电路设计输出为5V的电源电路：电路分析：50u/50v是滤波电容对输入电源滤波，47欧的电阻主要是当8和11引脚输出高电平时不足以驱动大功率三极管，通过47欧电阻来上拉高电平，将高电平拉高驱动三极管，当三极管导通以后就铅位到三极管基极和发射极的管压降。
8和11引脚处的150欧电阻是限流电阻。
2和3引脚处连接成PI 调节器，提高精度，增加电路的稳定性。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
《直流稳压电源》课件
负载调整率
指在一定负载范围内， 输出电压随负载变化的
程度。
输出电流
01
02
03
04
输出电流
指直流稳压电源输出的直流电 流值，通常以安培（A）为单
位。
电流精度
指输出电流的误差范围，通常 以百分比表示。
负载调整率
指在一定输出电压下，输出电 流随负载变化的程度。
短路保护功能
指直流稳压电源在短路情况下 能够自动切断输出的保护功能
工作原理
利用电磁感应原理，通过一次绕组和 二次绕组的匝数比来降低或升高电压 。
整流电路
作用
将交流电转换成直流电。
工作原理
利用二极管的单向导电性，将交流电的正负半周 转换成单一方向的直流电。
类型
半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等 。
滤波电路
01
02
03
作用
将整流后的脉动直流电转 换成平滑的直流电。
输入电流范围
指直流稳压电源能够正常工作的输入 电流范围。
效率
指直流稳压电源将输入的电能转换为 输出的电能的效率，通常以百分比表 示。
温升
指直流稳压电源在工作过程中内部温 度的升高，通常以摄氏度（℃）为单 位。
04
直流稳压电源的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定期检查
定期检查电源的输入和输出电压、电流是否正常 ，确保其工作状态良好。
更换保险丝
如发现电源内部保险丝熔断，应及时更换相同规 格的保险丝，并检查电源是否存在故障。
ABCD
清洁除尘
定期清洁电源外壳表面，去除灰尘和污垢，保持 其散热良好。
软件更新
几种常见的开关电源工作原理及电路图
一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Ｕ。
可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。
这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２、单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。
唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
降压型开关稳压器TPS5410
降压型开关稳压器TPS5410~TPS5450为了取代降压型线性稳压器，推出新一代开关型降压稳压器系列，其输入电压为5.5V~36V，输出电流分别为1A（TPS5410），2A（TPS5420），3A（TPS5430）及5A（TPS5450）系列，其主要性能及特点：* 宽的输入电压范围从5.5V~36V。
* 高的转换效率，从90%~95%，内部功率开关导通电阻分别为110mΩ的MOSFET开关。
* 输出电压范围从1.22V~35V，精度为1.5%。
* 设置好内部放大器补偿网络，大幅度减少外部元件。
* 固定开关频率在500KHZ，大幅度减小了外部电感电容的体积。
* 好的线性调整率和瞬态响应能力。
* 保护系统包括过流保护和芯片过热保护。
* 工作环境为-40℃~+125℃。
* 采用有散热底板的POWER-SO-8封装。
该器件有广泛的市场空间，如机顶盒，DVD，LCD-TV，工业电子产品，音频系统电源，电池充电，LED驱动，适用于输入电压为24V及12V的电子系统。
其8个引脚功能如下：1PIN——BOOT，为高边MOSFET驱动用的升压电容接线端，外接0.01μF电容从BOOT 到PH端。
2PIN——NC。
3PIN——NC。
4PIN——VSENSE。
反馈输入端，外部用电阻分压器接到输出。
5PIN——ENA，芯片的ON/OFF控制端，其电平在0.5V以下时，器件停止开关，将其浮动时，芯片即使能。
6PIN——GND，IC公共端。
7PIN——VIN，外部电压输入端。
紧靠IC外接旁路电容。
8PIN——PH，高边功率开关的源极，接到外部电感及回流二极管。
POWER PAD，封装底部金属板，外接至PGND。
TPS5410~50系列开关稳压器内部等效电路如图1所示，基本应用电路如图2。
图1 TPS5410 系列内部等效方块电路图2 TPS5410系列基本应用电路下面详细介绍其原理和功能。
* 振荡频率内部自由运转振荡器设置PWM的开关频率在500KHZ，这样可以大幅度减小输出电感感量，同时保持好的纹波。
XL6007 400KHz 60V 2A开关电流升压 升降压型DC-DC转换器说明书
400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6007特点⏹ 3.6V到24V宽输入电压范围⏹集成单反馈引脚的正或负输出电压编程⏹电流模式控制提供出色的瞬态响应⏹ 1.25V基准电压输出可调⏹固定400KHz开关频率⏹最大2A开关电流⏹SW脚内置过压保护功能⏹出色的线性与负载调整率⏹EN脚TTL关机功能⏹内置功率MOS⏹效率高达90%⏹内置频率补偿功能⏹内置软启动功能⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹SOP8封装应用⏹汽车和工业转换器⏹便携式电子设备描述XL6007稳压器是一种宽输入范围、电流模式DC/DC转换器，能够产生正输出电压或负输出电压。
它可以配置为升压、反激、SEPIC 或反相转换器。
XL6007内置N沟道功率MOSFET和固定频率振荡器，电流模式架构可在宽输入电压范围和输出电压范围内稳定运行。
XL6007稳压器是专为便携式电子设备设计的。
图1.XL6007封装400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6007引脚配置XL600713524SWEN FB VIN NC678SW GNDGND图2. XL6007引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名称 描述1 EN 使能引脚，低电平关机，高电平工作，悬空时为高电平。
2 VIN 电源输入引脚，支持DC3.6V~24V 宽范围电压操作，需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。
3 FB 反馈引脚，参考电压为1.25V 。
4 NC 无连接。
5,6 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。
7,8 GND接地引脚。
400KHz 60V 2A 开关电流升压/升降压型DC-DC 转换器 XL6007方框图EA2.5V Regulator 1.25V ReferenceSWGND2.5V 1.25VEA COMPOscillator400KHzDriverFBOVPNDMOSENOCPRS LatchThermal ShutdownSlop CompensationPhase CompensationUVLOSoft StartVIN图3. XL6007方框图典型应用XL6007C IN 47uf /50VD1 1N5822L 33uh/4AVIN27,8135,6GNDVINSWC1105EN ON OFF Boost Converter Input 12V ~ 16VOutput 18.5V / 0.5A VOUT=1.25*(1+R2/R1)R1 1KC OUTR2 13.8KVOUT 18.5VC2105FB图4. XL6007系统参数测量电路（Boost 转换器）400KHz 60V 2A开关电流升压/升降压型DC-DC转换器XL6007订购信息产品型号打印名称封装方式包装类型XL6007E1 XL6007E1 SOP8 2500/4000只每卷XLSEMI无铅产品，产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS标准。
基于LM5117的降压型开关稳压电源设计
基于LM5117的降压型开关稳压电源设计摘要：为了更好地发挥DC-DC开关电源在体积、质量、成本等方面的优势，从切换速度、频率、效率、安全、环境等方面考虑，研制了一种以LM5117为核心，采用CDS18532KCS MOS作为主要器件的低功耗开关电源。
主要介绍了DC-DC 降压模块、 PWM调制模块和减少纹波的方法，并对LM5117周边电路进行了详细的设计考虑。
系统的硬件部分主要是对 MOS管的滤波器和驱动电路进行了优化。
实验表明，在额定输入电流时，最大输出电压为5 V，误差在15毫伏以下，最高可达到3 A，且具有较好的运行性能。
关键词：直流-直流开关电源；电压下降调节器；开关调节器； MOS管驱动器1前言20世纪五十年代初期，开关电源逐渐取代了工作电源，它具有体积小、重量轻、高效率、高稳定等优点，在工业电子等方面得到了广泛的应用。
到了90年代，开关电源已经进入了快速发展的关键阶段，在军事、电子、电力、家电等关键应用中得到了广泛的应用。
二十一世纪，开关电源已经被应用于手机，个人电脑，消费电子，家用电子，学校设备，以及工业机械。
在目前的应用环境中，如何快速、高频率、高效率、安全、环保的供电方式，是目前国内外许多学者所关注的问题。
本文试图以CDS18532KCS MOS等器件为核心，围绕LM5117进行低功率开关电源的研制。
2设计计划2.1基本线路DC-DC同步整流电路包括 LC低通滤波电路，同步整流电路，开关电路，以及负载电阻器，在图1中显示了DC-DC同步整流电路。
采用同步回路，可以有效地提高转换效率；功率 MOSFET采用的是整流型二极管.该方案能实现对两个 MOS 晶体管的切换时间的控制，从而实现对输出电压的控制。
图 1 同步整流电路原理图LM5117是一种适用于高输入和高输出功率的降压电路。
LM5117采用了一种自带输入电压前馈和循环电流的电流梯度调节模式。
该方法能有效地减小 PWM电路的噪声灵敏度，特别适合在需要较高的输入电压时使用。
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降压型直流开关稳压电源（A题）学校：东北石油大学参赛选手：卢鑫坡曲记锋宋忠民指导教师：张明摘要:本系统以TI公司的LM5117及CSD18532KCS场效应管为核心，设计制作了该降压型开关直流稳压电源。
额定输出电压为5V，输出电流最大值为3A。
该系统前端是以LM5117为核心构成的DC-DC直流转直流降压电路，从而确定所需的PWM调制方式，经过几级滤波最终去除纹波，完成了总体电路的设计。
该作品很好地满足了竞赛题目要求。
关键词：开关电源LM5117 CSD18532KCS场效应管1．设计任务1.1基本要求（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；（7）具有过流保护功能，动作电流；（8）增加1个二端子端口，即输出控制端口，端口可外接电阻R （1k-10k ）。
电源输出电压由下式确定：；（9）尽量减小电源重量，使电源不含负载的重量不大于0.2Kg ；2.系统方案2.1方案提出利用LM5117制作一个恒流稳压器，经查该芯片数据手册知，可以通过调节电流控制，电压控制两部分的开合关系，来实现升压和降压的功能，最终达成DC-DC 变换的目的。
具体电路原理图如后图5-1所示。
2.2系统整体框图图2-1降压型开关稳压电源设计总体框图3.电路理论分析3.1具体实现方法去耦滤波 消除高频噪音直流输入部分负载RC 滤波DC-DC 降压部分5V 、3A 直流输出 去耦滤波 环形路型补偿仿真电流检测（1）降低纹波的方法利用前馈控制的方法对低频纹波进行滤除，对于高频纹波，则利用多级滤波的方式，来进行滤除。
（2）DC-DC变换方法在DC-DC控制方法的选择上，我们考虑了很多，最终决定采用目前比较成熟的PW脉宽调制技术来实现对该系统的数字化控制，把直流电压变换为另一数值的直流电压最简单方法是串联一个电阻，这样不涉及变频的问题，显得很简单，但是效率低。
用一个半导体功率器件作为开关，使带有滤波器（L或/和C）的负载线路与直流电压一会儿接通，一会儿断开，则负载上也得到另一个直流电压，这就是DC-DC的基本手段，类似于“斩波”（Chop）作用。
一个周期Ts内，电子开关接通时间ton所占整个周期Ts的比例，称接通占空比（D，D）=ton/Ts；断开时间toff所占Ts比例，称断开占空比（D，D）= toff/Ts。
很明显，接通占空比越大，负载上电压越高；1/Ts=fs称开关频率，fs越高，负载上电压也越高。
这种DC-DC 变换器中的开关都在某一固定频率下（如几百千赫兹）工作，这种保持开关频率恒定，但改变接通时间长短（即脉冲的宽度），使负载变化时，负载上电压变化不大的方法，称脉宽调制法（Pulse Width Modulation,简称为PWM）。
由于电子开关按外加控制脉冲而通断，控制与本身流过的电流、二端所加的电压无关，因此电子开关称为“硬开关”。
很明显，由于硬开关关断和开通时，开关上同时存在电压、电流，损耗是比较大的，但无论如何比串联电阻变换方法损耗小得多。
这就是开关电源的优点之一，整个控制系统的整体框图如图3-1所示。
（3）稳压控制方法在输出端对输出电压进行取样，得到的样本电压传输至LM5117的FB端口接到内部误差放大器反相输入端，内部高增益误差放大器可以产生一个与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。
PWM 比较器通过一个1.2V 内部压降，比较取自斜坡发生器的仿真电流检测信号和误差信号，控制PWM信号，进而达到控制输出电压的作用。
在芯片的COMP引脚接入环路补偿元件，通过改变其数值可配置误差放大器的增益和相位特性。
图3-14.元器件选择与参数计算4.1确定开关频率为了方便后续电源相关元器件参数选择，首先进行开关频率选择，根据技术手册，较高频率的应用体积较小，等损耗较高。
在本次设计中，为了达到任务要求，达到高效率小尺寸的要求，采用230kHz作为折中方案。
同时根据确定频率确定定时电阻4.2输出电感最大电感纹波电流出现在最大输入电压时。
根据技术手册，为了平滑输出的纹波电压，输出电容要承担更大的负荷。
选择的纹波电流为3.2A 的40％。
已知开关频率、最大纹波电流、最大输入电压和标称输出电压，电感值可以用以下公式计算：[H]=12.1μH (4.2.1)根据公式计算选择最接近标准值为10μH.4.3电流检测电阻由于LM5117采用了一个独特的斜坡发生器，它可以重建电流信号，表征或仿真电感器电流为PWM比较器提供了一个斜坡信号，此信号没前沿尖峰，无需测量或滤波延迟，并保持了传统峰值电流模式控制的优点。
电流重建包括采样和保持直流电平和仿真的电感电流斜坡。
如图4-1所示。
图4-1正斜率电感电流斜坡是连接在RAMP和AGND之间的，以及连接埃在SW和RAMP 之间的进行仿真的。
根据数据手册，采用了高质量的陶瓷电容器。
的选择可用K洗漱减缓，该系数可以定义为：转换器的性能根据K值会有所不同。
对于这个例子，选择了K = 1，以控制次谐波振荡和实现单周期阻尼。
考虑到误差和纹波电流，最大输出电流能力(IOUT (MAX))应高于所需输出电流的20％至50％。
4.4斜坡电阻和斜坡电容电感的电流斜波信号在此设计中是由和仿真的，这里把的值设置在1nF,K值选择为1，可由以下公式计算：经过计算=50kΩ4.5 UVLO分压器,,启动电压和迟滞是由和的值来设定的，电容为分压器提供滤波，本设计中，启动电压设置为12V，设置为2V。
,的值通过以下公式计算：通过分析与计算，选择值为10。
选择的是1.63。
的值选择0.1μf。
4.6 缓冲元件和根据数据手册低边NMOS 器件两端的电阻-电容缓冲网络可减少开关节点的振铃和尖峰。
过多的振铃和尖峰可能会导致运行不稳定，还可能将噪声耦合至输出电压。
本次设计选择缓冲器值通过实证的方法来完成。
首先明确缓冲连接导线长度很短。
从5Ω和50Ω 之间的电阻值开始。
为了线路更加合理，我们选择了最小值的缓冲电容，能够在重负载条件下为开关波形尖峰提供足够的阻尼。
4.7自举电容和自举二极管在每个周期的开启期间，HB 和SW 引脚之间的自举电容提供栅极电流，对高边NMOS 器件栅极充电，还为自举二极管提供恢复电荷。
本设计中确定理论值最小为0.29μf，实际选择为0.47μf。
4.8 VCC 电容VCC 电容() 的主要用途是为LO 驱动器和自举二极管提供峰值瞬态电流，并为VCC 稳压器提供稳定性。
这些峰值电流可达几安培。
数据手册建议的值应不小于0.47 μf，且应该是一个良好品质的低ESR 陶瓷电容器。
应连在IC 引脚上，以尽量减少可能由引线电感引起的破坏性电压瞬变。
根据实验情况，本次>0.59uf，根据实际情况我们选择1μf。
4.9 VIN 的滤波器、VIN上的R-C滤波器是可选的。
滤波器有助于防止注入到VIN引脚的高频开关噪声引起的故障。
本次设计中，采用了0.47μf陶瓷电容器。
选定为3.9Ω。
4.10软启动电容SS 引脚的电容() 决定软启动时间()，它是达到最终稳压值的输出电压持续时间。
所以该软启动时间为8 ms，CSS 选择的值为0.1 μF。
4.11输出分压器和和设置输出电压电平。
这些电阻的比值计算公式为：和之间的比值决定了中频增益AFB_MID。
经过计算环路补偿元件、和4.12 、和可配置误差放大器增益和相位特性，以产生一个稳定的电压环路。
为了确定具体值，我们通过四个步骤进行展开计算。
第一步：选择通过选择十分之一的开关频率，可确定为23kHz。
第二步：确定所需的已知，可计算如下：[Ω] (4.12.1)计算得27.5Ω第三步：确定以消除负载极点已知，可计算如下：[F] (4.12.2)计算得=25 nf第四步：确定，以消除ESR零点已知已知和，可计算如下：计算得=189 pf在以上理论计算基础上实际选择=22.00nf,=24KΩ，=220pf。
5.电路设计及器件选择5.1 DC-DC实现电路利用如图3-1所示电路实现DC-DC高压直流转低压直流的功能，该图为一个直流稳压源的原理图，这个恒压稳压器是利用反馈输入电流监视功能，LM5117可以配置成一个恒流稳压器。
取自VOUT至AGND的VCCDIS引脚的分压信号可用来防止输出过压。
当VCCDIS引脚电压高于VCCDIS阈值时，控制器关闭VCC稳压器，VCC引脚电压下降。
当VCC引脚电压低于VCC UV阈值时，HO和LO输出停止切换。
由于VCC所需的时间延迟衰减到VCC UV 阈值以下，过压保护在断续模式下运行。
图5-15.2系统原理图：见附录1。
6.作品测试及结果分析6.1测试方案及测试条件测试中我们采用了TDGC-2接触调压器（0.5KVA ）、KENWOOD CS-4125 示波器、FLUKE 15B 万用表、以及可调数显式电子负载进行调试，通过改变电流源输入电压，通过万用表测出多组数据，并进行数据记录。
测试结果见下表。
6.2测试结果及其完整性（1）一定范围输入电压下，输出电压：表 1次数1 2 3 4 5 6 7 8 9 12.1V12.7V13.6V14.0V15.6V17.6V18.0V19.5V20.0V5.040V 5.041V 5.040V 5.043V 5.041V 5.040V 5.042V 5.039V 5.043V0.040V 0.041V 0.040V0.043V 0.041V 0.040V 0.042V0.039V 0.043V（2）一定范围输入电压下，输出最大电流：次数1 2 3 4 5 6 7 8 9 12.1V 12.7V 13.6V 14.0V 15.6V 17.6V 18.0V 19.5V 20.0V3.10A3.09A3.11A3.12A3.10A3.08A3.10A3.11A3.00A6.3测试结果及分析表3 i S v S均值 0.21V 3,.09A48.57mV 0.42% 0.48%86.12%方差最大值 0.43V 3.12A 49.00mV 最小值0.39V3.00A48.20mV总结本作品在各项指标上均满足题目要求，能够将16V输入直流电压整形成满足要求的5V 直流电压，电路简洁实用。
本设计的降压核心为LM5117芯片，采用多级滤波的方法滤除纹波，使得任何时刻的纹波达到了题目要求，有效提高了电源输出电压的质量。
由于整体系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性优良稳定，故达到了题目要求的指标。
在设计实现的过程中充分利用了LM5117的内部电路优势，简化了电路的设计，提高了设计的效率和系统的可靠性。