基于LM5117降压型开关电源的设计
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现LM5117是一种高效能同步降压型直流开关电源控制器。
该控制器可用于输入电压范围大的应用，如12V至60V的高压输入系统，并能适应高达5A的输出电流。
本文将介绍基于LM5117的降压型直流开关电源的实现方法。
我们需要选择适当的外部元件来搭建电源电路。
其中包括MOSFET开关、输入电感器、输出电感器、输出电容和反馈元件。
我们将输入电压通过输入电感器传入LM5117的VIN引脚，VIN引脚是用来连接输入电源的。
还需要将输入电压通过额外的输入电容过滤，以确保输入电压的稳定性。
然后，我们需要正确设置LM5117的控制引脚。
在降压型电源中，FB引脚用于调整输出电压。
通过调整FB电压，我们可以达到所需的输出电压值。
可以使用一个电阻分压器来连接FB引脚和输出电压。
然后，将输出电压连接到FB电阻分压器的中心点。
在调整输出电压时，我们可以通过调整FB电阻分压器来实现。
随后，我们需要选择适合的MOSFET开关。
MOSFET开关是用来控制输出电压和输出电流的。
在选择MOSFET时，需要考虑其漏极电阻和耗散功率。
我们选择的MOSFET应具有足够低的漏极电阻和耗散功率，以确保电源的高效运行。
我们需要设置输出电感器和输出电容。
输出电感器用于滤波输出电压，以降低输出纹波。
输出电容则用于存储输出能量和提供稳定的输出电压。
选择合适的参数来设置输出电感和输出电容是非常重要的。
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现需要选择适当的外部元件，并正确设置LM5117的控制引脚。
还需要选择合适的MOSFET开关和输出电感器、输出电容来确保电源的高效和稳定。
这样，我们可以搭建一个有效率、高性能的降压型直流开关电源。
基于LM5117的降压型开关稳压电源设计
表 ５ 电 压调 整率
５
电源 。陶瓷电容器可与主输出电容并联起来 ，以进一 步降
低 输 出电压 纹 波和 尖 峰 。本 设计 并 联 Ｃ ２ 、Ｃ ３ 、Ｃ ４ 、Ｃ ５ 输
次 数 叫 输八 １ ７ ． ６ Ｖ 电压 时输 出／ Ｖ
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — １ ６
２ ２ ｆ Ｗ Ｗ Ｗ ． ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｅ ｔ ． ｎ ｅ ｔ Ｊ 中国电工网
电专旋 圩 开关噪声引起故障，设计 Ｃ １ 为０ ． ４ ７ 陶瓷电容 。 （ ２ ） ＨＯ和 Ｌ Ｏ驱动 电路。功率 Ｎ ＭＯ Ｓ器件 的选择 与 决 定 开 关 频 率 的 取 舍 一 样 ， 在 本 设 计 中 选 择
开关管 的占空 比） 使 Ｕ（ 降低；若输 出电压过低 ，则改变参 数（ 增大开关管的 占空 比） 使 Ｕ 升高。 （ ３ ） 改变输入端提供的电压 ，计算 电压调整率。Ｕ 从
１ ７ ． ６ Ｖ变 化 到 １ ３ ． ６ Ｖ 时 ，电压调 整 率 为 ：
降压型开关稳压电源设 计总体框 图如 图 ｌ 所示 。１ ６ Ｖ
Ｃ Ｄ Ｓ １ ８ ５ ３ ２ Ｋ Ｃ Ｓ ＭＯ Ｓ 器 件 。 Ｍ５ １ １ ７ 内 部 有 几 个 大 电 流 Ｎ ＭＯ Ｓ驱动 器 和一 个 相关 的 高边 电平 转 换 器 ，用 来 驱 动 外 部Ｃ Ｄ Ｓ １ ８ ５ ３ ２ Ｋ Ｃ Ｓ ＭＯ Ｓ 器 件 。Ｃ Ｄ Ｓ １ ８ ５ ３ ２ ＫＣ Ｓ ＭＯ Ｓ 管 与 外 部 磁芯 电感 Ｕ 配 合 工作 。 （ ３ ） 稳 压 电流 控制 。Ｆ Ｂ连接 Ｒ １ 与Ｒ ２ 组成 稳 压 电路 。 （ ４ ） 输 出滤 波 电路 。输 出 电容 器 可 平 滑 电感 纹 波 电流 引 起 的输 出电 压纹 波 ，并 在 瞬态 负 载条 件 下 提 供 一 个 充 电
基于LM5117的开关电源设计
基于LM5117的开关电源设计摘要：电源为所有电子和电气产品提供必要的能源, 它需要连续和稳定的输出。
其中, 开关电源是低功耗电器中应用最广泛的。
开关电源是电力电子领域的一个重要研究课题。
通过功率变换器将电能转化为各种电能, 以满足需求。
其显著的特点是高效节能, 符合当今社会各行各业的环保节能环境。
因此, 研究人员高度重视。
每个实验室都在不断地推动开关电源的研究。
本设计采用LM5117 同步降压控制器和CSD18532KCS MOSFET 作为核心器件, 完成了16V-to-5V 降压直流开关稳压电源设计, 并以LM5117 作为控制芯片, 控制MOS 晶体管的转关和关断。
通过将芯片本身的参考电压与反馈信号进行比较, 调整输出脉冲的占空比, 使主电路的输出电压保持在稳定的电压状态, 实现稳定的输出。
此外, 在设计中还添加了过流保护。
关键词：LM5117同步降压控制器；过流保护；开关电源目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状 (2)第二章开关电源原理与结构 (3)2.1 开关电源基础知识 (3)2.2 开关电源的控制技术 (8)2.2.1 电压型控制 (8)2.2.2 电流型控制 (9)2.3 开关电源芯片LM5117 (10)第三章反激式多路开关电源变压器设计 (11)3.1 反激变压器的原理 (11)3.2 反激变压器的铜损计算 (12)3.2.1 集肤效应导致的铜损 (13)3.2.2 邻近效应导致的铜损 (14)3.3 反激变压器参数设计 (15)第三章基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计 (17)3.1设计方案描述 (17)3.2 理论分析计算 (18)3.2.1 相关元器件选择[2] (18)3.2.3降低纹波的方法 (20)3.3电路版设计 (20)3.4其他电路 (22)第四章系统测试 (23)4.1测试方案 (23)4.2测试数据 (23)4.3 测试结果分析 (25)第五章结论与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (27)第一章绪论1.1 研究背景与意义随着电力电子技术的快速发展, 高频开关已广泛应用于个人电脑、工业产品、电子通信和航空等领域[1]。
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现降压型直流开关电源是一种常用的电源设计，在很多电子设备中被广泛应用。
它通过将输入电压降低到所需的输出电压，提供稳定的直流电压供给其他电路使用。
在本文中，我们将介绍使用LM5117芯片实现降压型直流开关电源的设计原理和步骤。
让我们简单地了解LM5117芯片的特性和功能。
LM5117是一款同步降压型DC/DC开关调制器。
它能够将高输入电压转换为较低的输出电压，并具有高效率和低功耗的特点。
第一步是确定输入电压范围和输出电压需求。
根据不同的应用需求，选择适当的输入电压范围和输出电压。
LM5117能够承受高达75V的输入电压，因此适用于许多应用场景。
第二步是选择输入和输出电容器。
根据输入和输出电流的要求，选择合适的电容器以提供稳定的电压输出。
通常，输入电容器的容量应该足够大，以保证输入电压的稳定性。
输出电容器则需要具有低ESR值，以保证输出电压的稳定性。
第三步是选择电感器。
电感器的选择取决于输入和输出电流以及开关频率。
通过选择合适的电感器，可以提高转换效率并减少输出电压的波动。
第四步是选择开关管和二极管。
开关管和二极管是实现开关电源的关键元件。
在选择开关管时，需要考虑其最大电流和功耗。
在选择二极管时，需要考虑其反向电压和导通电阻。
第五步是设计反馈和稳压回路。
反馈和稳压回路能够监测输出电压，并根据需要对开关电源进行调整以保持稳定的输出电压。
LM5117具有内置的反馈和稳压回路功能，可以简化设计流程。
最后一步是进行电路布局和PCB设计。
良好的电路布局和PCB设计能够减少电源噪声和干扰，并提高电源的性能和可靠性。
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现是一个相对简单的设计过程，通过选择合适的元件和进行合理的电路布局，可以实现高效率和稳定的直流电源。
它在很多电子设备中都有广泛的应用，如电子产品、通信设备、工业自动化等。
希望本文对你了解降压型直流开关电源的实现有所帮助。
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现引言随着电子产品的不断发展，直流开关电源作为电子设备的主要电源供应方式，受到了越来越多的关注和重视。
在直流开关电源的实现中，LM5117是一款广泛应用于降压型直流开关电源的集成电路，它具有高效率、稳定性好、成本低等优点，因此备受电子工程师的青睐。
本文将围绕基于LM5117的降压型直流开关电源的实现进行详细介绍，并分享一些实际的案例和经验。
一、LM5117的基本原理LM5117是一款高性能、宽输入电压范围的降压型直流开关电源控制器。
它能够通过外接的功率开关管及其辅助元件，实现从高压到低压的有效降压转换。
LM5117采用了当前模式控制架构，能够在整个工作范围内实现卓越的负载调整和线性调整。
它还集成了大量的保护功能，如过载保护、过热保护、欠压保护等，提高了整个开关电源系统的可靠性和安全性。
LM5117的基本工作原理如下：当输入电压到来时，经过电感和电容的滤波后送入控制芯片内部的PWM模块，PWM模块通过对功率开关管的开关控制，实现输入电压向输出电压的有效转换。
通过反馈回路控制输出电压稳定在设定的值，保证了整个开关电源系统的稳定性和可靠性。
1. 电路设计基于LM5117的降压型直流开关电源的设计主要包括输入滤波电路、功率开关管、变压器、输出整流滤波电路和控制电路等。
其中输入滤波电路用于滤除输入信号中的杂散干扰，确保输入信号干净；功率开关管负责输入电压到输出电压的有效转换；变压器用于升降电压；输出整流滤波电路则用于将输出信号整流并滤波，提供干净的直流输出；控制电路主要是LM5117芯片及其外围元件，用于对整个开关电源系统进行稳定的控制和保护。
在设计中，需要严格按照LM5117的规格书和设计指南进行电路设计，确保整个电源系统稳定可靠。
2. 硬件实现在硬件实现中，首先需要根据设计需求选择合适的元器件，包括功率开关管、电感、电容等。
然后进行电路板设计，将各个元器件合理布局并进行连线连接。
基于LM5117降压型开关电源的设计
基于LM5117降压型开关电源的设计作者：黄勇徐邦贤潘宇来源：《数字技术与应用》2018年第05期摘要：降压型直流开关稳压电源由于具有功耗小、效率高、输出稳定电压范围宽等优点，在当今电子设备中充当着重要角色。
本系统设计采用采用降压（Buck）型拓扑结构，选用PWM芯片LM5117，配以必要的外围元件，控制功率开关管CSD18532KCS ，实现电压的稳定输出。
其具有较好的负载调整率和电压调整率，带负载能力强，大电流下纹波电压小，电路可靠，转换效率高等特点。
关键词：开关电源；PWM；LM5117；CSD18532KCS中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0170-02开关电源作为稳压电源的主流产品，具有效率高，功耗低，体积小，重量轻等优点，应用领域非常广泛。
本系统采用降压（Buck）型拓扑结构，以带模拟电流监视器的宽输入电压范围的LM5117芯片为核心控制CSD18532KCS MOS场效应管，实现电压的稳定输出。
1 系统设计方案降压型直流变换器原理图如图1所示，它由功率开关管VT，储能电感L，续流二极管VD，输出滤波电容C以及PWM控制电路组成。
其工作原理是当输入电压或负载变化引起输出电压变化时，通过闭环负反馈控制电路自动调节功率开关管VT导通时间占空比，从而使输出电压保持稳定。
改变占空比的方法采用脉冲宽度调制（PWM）。
PWM控制电路采用TI公司的LM5117芯片配以少量元器件，具有控制电路所需的必要功能，简化了电路设计，提高了系统的可靠性。
开关管选用CSD18532KCS MOS场效应管，续流二极管选用SR3100。
2 主要功能电路设计2.1 PWM控制电路的设计LM5117是一款采用峰值电流模式控制的同步降压控制器，具有较宽的输入电压范围和热关断功能。
（1）FB为闭环负反馈反馈输入端，接输出电压的电阻分压信号，通过调节分压信号可以调节输出电压电平；C7、R5、C10构成单极点单零点补偿器电路（Ⅱ型环路补偿），以实现稳定的电压环路增益。
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现
基于LM5117的降压型直流开关电源的实现LM5117是一款非同步降压型直流开关电源控制器，广泛应用于工业、通信和汽车电子设备等领域。
其具有高效率、高性能和灵活性等特点，适用于多种应用场景。
本文将介绍基于LM5117的降压型直流开关电源的实现方法，包括电路设计、工作原理及性能特点。
1. 电路设计LM5117采用降压型直流开关电源拓扑结构，其核心部分为MOSFET开关、电感、二极管、电容和控制IC等组成。
其典型的电路图如下所示：在该电路中，Vin为输入电压，Vout为输出电压，L为电感，C为输出电容，Q1为MOSFET开关，D1为输出二极管，C2为辅助电容，R1和R2为反馈电阻，COMP为比较器，SS 为软启动引脚，PGOOD为输出过压保护引脚。
LM5117基于恒频峰值电流控制模式，通过内部的误差放大器、PWM比较器和内部参考电压源等部件实现电路的控制和稳压。
其主要特点包括：宽输入电压范围（6V至100V）、高工作频率（50kHz至2.2MHz）、高效率（高达96%）、高集成度和多种保护功能（过流、过热、过压、短路等）等。
2. 工作原理LM5117的工作原理可以简要描述为以下几个步骤：(1) 当输入电压Vin施加在电路上时，经过输入电容C1滤波后，将输入电压引入到LM5117的内部。
在稳定工作后，LM5117内部控制器开始工作，通过PWM比较器和误差放大器等模块实现对输出电压的调节和稳压。
(2) LM5117内部的PWM比较器检测输出电压，并通过比较内部参考电压源和反馈电压来实现输出电压的控制。
当输出电压低于设定值时，PWM比较器输出高电平，MOSFET开关Q1导通，电感L储存能量；当输出电压高于设定值时，PWM比较器输出低电平，MOSFET开关Q1关闭，电感L释放能量。
通过这种方式，LM5117可以实现对输出电压的精确调节和稳压。
(3) LM5117还具有软启动功能，通过软启动引脚SS实现输出电压的缓慢上升，可有效减小开关电源的启动冲击，保护各种外部元件。
基于LM5117降压型开关电源的设计
基于LM5117降压型开关电源的设计
黄勇;徐邦贤;潘宇
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2018(036)005
【摘要】降压型直流开关稳压电源由于具有功耗小、效率高、输出稳定电压范围宽等优点,在当今电子设备中充当着重要角色.本系统设计采用采用降压(Buck)型拓扑结构,选用PWM芯片LM5117,配以必要的外围元件,控制功率开关管
CSD18532KCS,实现电压的稳定输出.其具有较好的负载调整率和电压调整率,带负载能力强,大电流下纹波电压小,电路可靠,转换效率高等特点.
【总页数】3页(P170-171,173)
【作者】黄勇;徐邦贤;潘宇
【作者单位】桂林理工大学博文管理学院,广西桂林 541006;桂林理工大学博文管理学院,广西桂林 541006;桂林理工大学博文管理学院,广西桂林 541006
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.基于LM5117的降压型直流开关稳压电源设计 [J], 荣海林;姚福安;张德强
2.基于LM5117降压型开关电源的设计 [J], 何一芥;曾蓉;张灿
3.基于LM5117的降压型开关电源设计 [J], 张波; 李可; 王晨阳; 徐传旭; 杨智
4.基于LM5117 的降压型开关电源设计 [J], 张波; 李可; 王晨阳; 徐传旭; 杨智
5.基于LM5117降压型开关电源的设计 [J], 黄勇;徐邦贤;潘宇
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4 测试结果
（1）额定输入电压下，输出电压偏差 ：
4）斜波电阻 和斜波电容 电感斜波信号是通过 和
选择ti公司降压控制器lm5117芯片和csd18532kcsmos场效应管为核心器件lm5117高电压开关控制器具有实现宽输入工作电压的高效高电压降压可得为100k为10k型稳压器所有必要的功能可以很好地完成系统控制任务
2016.24
设计与研发
基于 LM5117 降压型开关电源的设计
何一芥,曾蓉,张 灿 （武汉晴川学院，湖北武汉 ,430000）
启动电压设置为 12v， 设置为 2v, 和 的值可以用公 式计算如下 ：
，
可得 为 100kΩ， 为 10kΩ
3 主要功能电路设计 3.1 降压电路设计
使用 LM5117 芯片和 CSD18532KCSMOS 场效应开关管作为核 心芯片的电路设计，对 LM5117 芯片手册上的恒压和恒流型稳压 器进行改进。
曾蓉，湖北咸宁，女，汉，讲师，硕士学位，从事电子信息工程专业 的教学与研究。
图 2 过流保护电路设计电路图
图 3 负载识别电路原理图
4
参考文献
[1] 郭越勇 . 基于 CMOS 工艺的 PWM 直流 - 直流降压型开关电 源的设计 . 西安电子科技大学 .2007 年 .
[2] 姜超 . 闻长远 . 一种基于 TL494 Boost 型 DC-DC 电源设计 . 通 信电源技术 .2009 年 .
作者简介
何一芥，湖北罗田，女，汉，讲师，硕士学位，从事电子信息工程专 业的教学与研究。
A Buck switching power system based on LM5117
He Yijie,Zeng Rong,Zhang Can (WuHan QINGCHUAN university,HuBei WuHan,430000)
Abstract ：This system is based on LM5117 and CSD18532KCS MOS,a Buck dc-dc circuit,through LM5117 PWM wave to control CSD18532KCS MOS,adjust the PWM duty cycle, regulators output.Pass the test,if the input voltage is 16 v,output voltage is 5 v,The maximum output current is 3A;voltage ripple is less than 25 mv,load regulation is less than 2.5%,voltage regulation is less than 0.22%,the efficiency can reach 85.2% Keywords ：LM5117;CSD18532KCS;ripple voltage;efficiency
DOI:10.16520/ki.1000-8519.2016.24.002
1 设计方案
借用现有成熟 PWM 控制器，该类集成电路输出波形好，工作 稳定，都具备至少一个反馈控制引脚。选择 TI 公司降压控制器 LM5117 芯片和 CSD18532KCS MOS 场效应管为核心器件，LM5117 高电压开关控制器具有实现宽输入工作电压的高效高电压降压 型稳压器所有必要的功能，可以很好地完成系统控制任务。系统 框图如图 1 所示。
的标准电在 22nF
5）UVLO 分压器 电路中启动电压和迟滞是由分压器 和 来设定
（2）额定输入电压下，最大输出电流 ：
3
设计与研发
Io=3.23A>3A。 （3）具有过流保护功能，动作电流 ； （4）输出噪声纹波电压峰峰值 ：
5 测试结果分析
2016.24
通过测试表明本系统具有较好的负载调整率和电压调整率， 有效减小了纹波电压，并具有过流保护功能。
图 1 系统结构框图
2 理论分析与计算
由于 LM5117 芯片易发热，纹波较多且频率高，所以对于输 入输出级的电容要求很高，而多层瓷片电容比一般瓷片电容耐高 温、功耗低、容量大、精度高、所以选择多层陶瓷电容。
1) 开关频率为 230KHz 下的定时电阻
计
算得 =21.7k，选择 22KΩ 的电阻。
2) 根据
, 选取电感参数为 22uH。
3) 电流检测电阻 =5m
Ω
3.2 过流保护电路设计 过流保护电路设计电路如图 2 所示。使用 IN282A 对电流进
行检测，判断电流大小，使其电流达到 3.2A 时，对电路进行强制 保护，以免损坏芯片，从而实现了过流保护的功能。
3.3 电阻测量电路 负载识别及电阻测量电路仿真如图 3 所示。当需要外接检
摘要 ：本系统以 LM5117 芯片和 CSD18532KCS MOS 管为核心器件，采用 Buck 降压电路，通过 LM5117 芯片的 PWM 波来控制 CSD18532KCS MOS 管，调整 PWM 波的占空比，得到稳压输出。通过测试，在输入直流电压 16V 的情况下，额定输出直流电压为 5V，输出电流最大值为 3A ；输出纹波小于 25mV，负载调整率小于 2.5%，电压调整率小于 0.22%，效率可以达到 85.2%. 关键词 ：LM5117;CSD18532KCS; 纹波电压 ; 效率