LM2717型双降压直流直流变换器的原理及应用.
双降压直流/直流转换器LM2717的原理及应用设计

S Nl2 ) 固定 降 压 转换 器 的关 闭 引 脚 。 低 电 压 时激 活 。 HD ( 1 : C 12 )固定 降 压 转 换 器 自举 电容 连 接 引 脚 。 B (2: S l2 ) 固定 降 压 电源 开 关 输 入 端 。开 关 连 接 在 V W (4 : 和 S l引 W
S25 : S ( ) 可调 降压 软 启 动 引 脚 。 F L T 1 )转 换 频 率 选 择 输 入 端 。 利 用一 个 电阻 来 设 置 在 3 0 S C (9 : 0—
器 。 该 芯 片 内含 两 颗 降压 脉 宽 调 制 (WM) 流/ 流 转 换器 . 中 一 颗 P 直 直 其 是专 门 用 来 提供 固 定 输 出 33 电 压 .而 另 一 颗 则 是 专 门 用 来 提供 可 . V
关 键 词 : M2 1 : WM : 换 器 L 77P 转
Du lSt p do a e - wn DC/ DC nv r e Co e t r LM 2 7 An I s App i a i n De i n 71 d t l to s g c
C e ibn Z a gHegu Z a gDinu h nB n i h n n in h n a f
“ : 托 NSN t nl e iod co) 司推 出 的 一 款 全 新 的 高性 能 转 换 器 ,内含 两 颗 脉 宽 调 制 (WM)直 流/ 流 转 换 器 , 能 强 (ai a mcn u tr o S 公 P 直 功
大 文 中介 绍 了该 芯 片 的主 要 参 数 、 作 原 理 和 引 脚 功 能 . 工 主要 阐述 了利 用 该 芯 片 进行 应 用设 计 时外 部 器 件 选择 原 则及 设 计 中应 注 意 的 问题
升降压双向直流变换器

双向直流-直流变换器的设计与仿真姓名:张羽学号:109081183指导教师:李磊院系:动力工程学院摘要:本文选取了一种以Buck-Boost变换器为基础的双向DC-DC变换器进行了研究,设计了一种隔离型Buck-Boost双向DC-DC变换器。
并根据设计指标,对变压器、输出滤波器、功率开关等进行参数设计,并使用saber仿真软件完成了这种带高频电气隔离的拓扑的仿真。
关键字:双向DC-DC变换器Buck-Boost变换器saber仿真软件uc38420 引言所谓双向DC-DC变换器就是实现了能量的双向传输,在功能上相当于两个单向DC-DC。
它的输入、输出电压极性不变,但输入、输出电流的方向可以改变。
是典型的“一机两用”设备。
在需要双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积重量及成本。
近年来,双向DC/DC变换器在电动汽车、航天电源系统、燃料电池系统以及分布式发电系统等方面得到了广泛应用。
1 基本电路的选取DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
本文选取Buck-Boost双向DC-DC变换器进行了仿真实验。
2 Buck-Boost双向DC-DC变换器2.1 Buck-Boost变换器将Buck变换器与Boost变换器二者的拓扑组合在一起,除去Buck中的无源开关,除去Boost中的有源开关,如图所示,称为升降压变换器。
它是由电压源、电流转换器、电压负载组成的一种拓扑,中间部分含有一级电感储能电流转换器。
它是一种输出电压既可以高于也可以低于输入电压的单管非隔离直流变换器。
Buck-Boost变换器和Buck变换器与Boost变换器最大的不同就是输出电压的极性和输入电压的极性相反,输入电流和输出电流都是脉动的,但是由于滤波电容的作用,负载电流应该是连续的。
双降压直流/直流转换器LM2717及其应用设计

・
V (41 ,3 : 1 , 2 ) 模拟 电源输 入 端 。 5
V 引脚 应 该在产 品上直接 连 接起 来 。 . CB 1) 可 调 降 压 转 换 器 自举 2( : 6 电容 连 接 引 脚 。
S D 2(7 : 调 降 压 转 换 器 H N 1) 可
压 。 两 颗 转 换 器 芯 片 都 设 有 导 通 这
反馈输入 端。
AG ND( 。 ) 模 拟 地 。 ND和 91 : 0 AG P D必须 直 接 在 产 品 上接 在一 起 。 GN S (3 : 调 降 压 电源 开 关 输 W2 1 ) 可 入 端 。该 开 关 连 接 在 V 和 S , W2引
的关 闭 引脚 。低 电压 时激 活 。 S 2 5 : 调 降压 软 启 动 引 脚 。 S () 可
圈 1L -7的 引脚 排 列 M2 1
F L T(9 : 换 频 率 选 择 输 入 S C 1) 转 端 。 利 用 一 个 电 阻 来 设 置 在 3 06 0 H 0 —0 K z范 围 内 的 频 率 。
出端
∞: F 2( ) 可 调 降均 侣 出 电压 的 把 B 8 压输 仃 帽 幅 似
该芯片 内含 两颗 降压脉 宽调制 (WM) 脚 号 ) P :
P D(,, , ) 电 源 地 。 N GN 1 1 1 : 212 AG D
来 提 供 固定 输 出 33 .V电压 , 另 一 和 P D必 须 在 产 品 上 直 接 连 在 一 而 GN 颗 则 专 门 用 来 提 供 可 调 节 输 出 电
:
S 12 ) 固定 降压 软启 动 引脚 。 S (0 : S N (1: HD 12 ) 固定 降压 转换 器 的 关 闭 引 脚 。 低 电压 时 激 活 。 CB (2 :固 定 降 压 转 换 器 自举 12 ) 电容 连 接 引 脚 。
LM2717型双降压直流-直流变换器的原理及应用

LM2717型双降压直流/直流变换器的原理及应用1 引言LM2717 是美国国家半导体公司推出的一款全新的高性能DC/DC 变换器,内含2 个降压脉宽调制(PWM)直流/直流变换器,其中一个专门用来提供固定输出3.3 V 电压,另一个专门用来提供可调输出电压。
2 个变换器都设有导通电阻(RDSON)只有0.16 Ω的内部开关,确保转换效率最高,工作频率可以在300 kHz~600 kHz 调节,系统可以采用较小巧的外部元件。
每个变换器也可以用其关闭引脚单独关闭。
该电路可广泛应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT- LCD)、测控装置、便携式产品和膝上电脑。
LM2717 的主要特性如下:3.3 V 固定输出降压变换器,内有一个电流为2.2 A、电阻为0.16 Ω的内部开关;可调降压变换器有一个电流为3.2 A、电阻为0.16 Ω的内部开关;工作输入电压范围是4 V~20 V;低电压输入保护;可调工作频率范围为300 kHz-600 kHz;24 引脚TSSOP 封装。
2 引脚功能如PGND(1,2,11,12):电源地,AGND 和PGND 必须直接连在一起。
AGND(3,9,10):模拟地,AGND 和PGND 必须直接连在一起。
FBl(4):固定降压输出电压的反馈输入端。
VC1(5):固定降压补偿网络连接引脚,接至电压误差放大器的输出端。
VVG(6):带隙连接端。
VC2(7):可调降压补偿网络连接引脚,接至电压误差放大器的输出端。
FB2(8):可调降压输出电压的反馈输入端。
SW2(13):可调降压电源开关输入端。
开关连接在VIN 引脚和SW2 引脚之间。
VIN(14,15,23):模拟电源输入端。
VIN 引脚应该直接连在一起。
CB2(16):可调降压变换器自。
交直流切换原理

交直流切换原理
交直流切换是指将交流电(Alternating Current,简称AC)与
直流电(Direct Current,简称DC)相互转换的过程。
它在电
力系统、电子设备以及通信设备等领域中具有重要的应用。
交直流切换的原理是通过电子器件(例如开关管、晶闸管等)来控制电路中的电流流向,从而实现交直流之间的转换。
在交流电到直流电的转换中,首先需要将交流电通过整流器转换为脉动的直流电,然后通过滤波电路对脉动的直流电进行平滑处理,最终得到稳定的直流电。
而在直流电到交流电的转换中,一般采用逆变器来实现。
逆变器是一种能够将直流电转换为交流电的电子器件,它通过控制开关管的导通和关断来改变电流的方向和大小,从而实现直流到交流的转换。
逆变器的输出波形可以是正弦波、方波或者脉冲波等,根据实际需求进行调节。
交直流切换技术在实际应用中有着广泛的应用。
在电力系统中,交直流切换可以实现将输电线路上的高压交流电转换为低压直流电,并通过变压器进行配电。
在电子设备中,交直流切换可以实现对直流电源的变换,以满足不同电压、电流和频率的需求。
在通信设备中,交直流切换可以实现对电信信号的转换,实现高速传输和远程通信。
总之,交直流切换技术的应用范围广泛,它在电力、电子和通信等领域中起着至关重要的作用。
通过合理的电路设计和精确的控制方法,可以实现高效、稳定和可靠的交直流转换。
在未
来的发展中,交直流切换技术将继续不断优化和创新,为人们的生活带来更多便利和效益。
电力电子-第3章

图3.1.1 基本的斩波器电路 及其负载波形
3.1 直流变换电路的工作原理
直流变换电路的常用工作方式主要有两种: ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式: 即维持不变,改变TS。在这种调压方式中,
例3.1
设计图3.2(a)所示的Buck DC/DC变换器。电源电压 Vs=147~220V,额定负载电流11A,最小负载电流 1.1A,开关频率20KHz。要求输出电压Vo=110V;纹 波小于1%。要求最小负载时电感电流不断流。计算 输出滤波电感L和电容C,并选取开关管T和二极管D 。
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
✓ 关断期间(toff):电力 开关器件断开,电感释能 ,二极管D导通续流。等 效电路如3.2.1(c)所示;
图3.2.1 降压电路及其波形图
3.2.1 电感电流连续时工作特性
Buck变换器有两种可能的运行工况:
(1)电感电流连续模式 CCM(Continuous Current Mode): 指电感电流在整个开关周期中都不为零; (2)电感电流断流模式 DCM(Discontinuous Current Mode) : 指在开关管T阻断期间内经二极管续流的电感电流已降为零。
由于输出电压波形的周期是变化的,因此输出谐 波的频率也是变化的,这使得滤波器的设计比较 困难,输出谐波干扰严重,一般很少采用。 ② 脉宽调制(PWM)工作方式: 即维持TS不变,改变。在这种调压方式中, 输出电压波形的周期是不变的,因此输出谐波的 频率也不变,这使得滤波器的设计容易。
双降压式DC-DC转换器LM2717-ADJ

双降压式DC/DC转换器LM2717-ADJ
LM2717-ADJ 是国半公司最近推出的新产品,是一种由两个PWM 降压式
转换器组成的双输出、电压可调的IC。
该器件主要特点:第1 路降压式转换器
的内部开关管的开关电流可达 2.2A(R DS(ON) =0.16Ω);第2 路降压式转换器的内部开关管的开关电流可达 3.2A(RDS(ON)=0.16Ω);输入电压范围4~20V;输出电压可由两外设电阻设定,最低电压为1.267V;开关频率可设
定在300~600kHz 范围内;内部有输入欠压保护及过热保护;24 引脚TSSOP 封装;工作温度范围-40℃~+125℃。
该器件组成的双电源主要应用于TFT-LCD 显示器、手持式电子装置、便携
式电子产品及膝上计算机等产品。
引脚排列与功能
LM2717-ADJ 的引脚排列如图1 所示,各引脚的功能如表1 所示。
图1 LM2717-ADJ 的引脚排列
有关参数(典型值)
LM2717-ADJ 有关参数如下:静态电流I Q=2.7mA;基准电压V BG=1.267V;输入电压V IN 为4~20V;开关电流限制值:第1 路为2.2A,第
2 路为3.2A;频率设定是电阻R F:R F=4.64kΩ时,F SW=300kHz;R F=2.26kΩ时,F SW=600kHz;关闭控制:电源正常工作,VH1.8V;电源关闭,NL 小于0.7V;输入电压V IN 低于3.6V 时低压锁存;输入电压V IN 高于3.8V 时正常工作。
典型应用电路
图2 输出15V 及3.3V 的应用电路
图3 输出5V 及3.3V 的应用电路。
双降压式DC/DC转换器LM2717-ADJ

入 电压 V 低干 3 6 .V时低压锁存 ;输 入 电压 V 高于 3 8 .V时正常工作 。
典 型应 用电路 L 2 一ADJ M7 1 7 的典 型应用 电路如
图 2及 图 3所 示 。 图 2 一 种 输 入 1 ~ 是 7
Vl N C B2 S HDNl HDN2 S S2 S F LE S C
第 2 的开关输 出端 , 路 开关管 的源极接 此端。 端外接 电感器L 及 肖特基 一极管D 此 2 2
模拟 电源输入 端 ,两 个 VI N端 要连接在 一起 第 2路升 压电容连 接端 关 闭控制端 ,低 电平 有效 第 2路软 启动端 ,外接软 启动电容 开关频率选 择端 ,外接一 个电阻来设 定开关频率
2 0
2 2
Sl S
CBl
第 l 软启动端 ,外接软 启动 电容 路
第 1 升压 电容连 接端 路
2 4
S l W
第l 路的开关输 出端 ,此端外接 电感器 L 及 肖特 基二极管 D1 l
今 日电子 ・ 2 0 0 6年 6月
维普资讯
电流I=2 7 Q .m 基准电压VB-1 2 7  ̄ G- .6 V  ̄ '
L 2 1一 M 7 7 ADJ 引 脚 排 列 如 图 1 的 所 输入 电压 V 为 4 0 ~2 V;开 关电流限制
换 器 的 内 部 开 关 管 的 开 关 电 流 可 达 示 ,各 引脚 的功能如表 1 所示 。 2 2 ( S N - . 6Q) 2 降压式 .A RD( )0 1 ;第 路 O ̄ - 转 换 器 的 内部 开 关 管 的开 关 电 流可 达 3 2 ( s N .6Q) 入电压范 围 . A RD( 1 1 o =0 ;输
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
LM2717型双降压直流/直流变换器的原理及应用
摘要:LM2717是美国国家半导体公司推出的一款全新的高性能变换器,内含两个脉宽调制(PWM)直流/直流转换器,功能强大。
介绍了该器件的主要参数、工作原理和引脚功能,讨论利用LM2717进行应用设计时选择外部器件的原则及设计中应注意的问题。
关键词:LM2717;PWM;DC/DC变换器;设计
1 引言
LM2717是美国国家半导体公司推出的一款全新的高性能DC/DC变换器,内含2个降压脉宽调制(PWM)直流/直流变换器,其中一个专门用来提供固定输出3.3 V电压,另一个专门用来提供可调输出电压。
2个变换器都设有导通电阻(RDSON)只有0.16 Ω的内部开关,确保转换效率最高,工作频率可以在300 kHz~600 kHz调节,系统可以采用较小巧的外部元件。
每个变换器也可以用其关闭引脚单独关闭。
该电路可广泛应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、测控装置、便携式产品和膝上电脑。
LM2717的主要特性如下:
3.3 V固定输出降压变换器,内有一个电流为2.2 A、电阻为0.16 Ω的内部开关;
可调降压变换器有一个电流为3.2 A、电阻为0.16 Ω的内部开关;
工作输入电压范围是4 V~20 V;
低电压输入保护;
可调工作频率范围为300 kHz-600 kHz;
24引脚TSSOP封装。
2 引脚功能
如图1所示为LM2717的引脚排列,各个引脚的基本功能如下:
PGND(1,2,11,12):电源地,AGND和PGND必须直接连在一起。
AGND(3,9,10):模拟地,AGND和PGND必须直接连在一起。
FBl(4):固定降压输出电压的反馈输入端。
VC1(5):固定降压补偿网络连接引脚,接至电压误差放大器的输出端。
VVG(6):带隙连接端。
VC2(7):可调降压补偿网络连接引脚,接至电压误差放大器的输出端。
FB2(8):可调降压输出电压的反馈输入端。
SW2(13):可调降压电源开关输入端。
开关连接在VIN引脚和SW2引脚之间。
VIN(14,15,23):模拟电源输入端。
VIN引脚应该直接连在一起。
CB2(16):可调降压变换器自举电容器连接引脚。
SHDN2(17):可调降压变换器的关闭引脚。
低电压时激活。
SS2(18):可调降压软启动引脚。
FSLCT(19):转换频率选择输入端。
利用一只电阻器可在300 kHz~600 kHz范围内设置频率。
SSI(20):固定降压软启动引脚。
SHDNl(21):固定降压变换器的关闭引脚。
低电压时激活。
CBl(22):固定降压变换器自举电容器连接引脚。
SWl(24):固定降压电源开关输入端。
开关连接在VIN引脚和SWl引脚之间。
3 工作原理
图2所示为LM2717的内部结构框图。
该器件有专门的保护电路,正常工作时,该电路对LM2717具有保护功能。
当器件温度过高时,热关闭电路会切断电源。
OVP比较器在电源启动和关闭期间保护电源装置,防止器件在最小输入电压下工作。
OVP比较器被用来防止输出电压在没有负载情况下上升,允许在满载条件下的全脉宽调制(PWM)。
当电源电流达到10μA时,该器件会使变换器工作在关闭模式。
该器件内含电流模式的脉宽调制降压调节器。
降压调节器逐步把输入电压降低为一个较低的输出电压。
在导通模式下(当电感电流在稳定状态下恒不为零时),降压调节器有两个工作周期。
电源开关连接在VIN和SWl、SW2引脚之间。
在第一个工作周期里,晶体管关断,二极管反向偏置。
能量贮存在电感中,负载电流由COUT和通过电感增加的电流提供。
在第二个工作周期中,晶体管导通,二极管正向偏置,由于电感电流不能瞬间改变方向。
贮存在电感中的能量转移到负载和输出电容器。
这两个周期的比率确定输出电压,输出电压可近似地定义为:
式中,D是开关的占空因数,D和D’为设计计算时需要。
4 应用设计
图3所示是LM2717的典型应用电路。
图中,VIN是整个应用电路的电压输入端,VOUT1是固定降压变换器的电压输出端,VOUT2是可调降压变换器的电压输出端。
CIN、Coot、CSS、CBOOT、L分别是输入电容器、输出电容器、软启动电容器、自举电容器、电感,这几个元件在设计时应着重考虑。
这里主要介绍利用该电路进行设计时一些主要外元件的选择原则及需注意的问题。
4.1 外部元件的选择
输出电压是依据反馈引脚和连接到输出端的电阻分压器设计的,如图3所示。
反馈引脚的电压是1.26 V,因此根据式(2),由反馈电阻比来设计输出电压:
输入电容器的选择。
在输入引脚和电源地之间需接一只低ESR(等效电阻)的铝、钽或者陶瓷输入电容器CIN该输入电容器可防止输入端产生瞬时大电压。
输入电容器的选择是基于RMS电流和电压要求。
RMS电流由下式给出:
当输入电压VIN等于2VOUT时,RMS电流达到最大值(IOUT/2)。
应该对两个变换器分别计算该值,然后相加得到总RMS电流。
如果使用铝或陶瓷电容器来说,电压应至少高于输入电压最大值的25%。
如果使用的是钽电容器,需要电压大约是输入电压最大值的2倍。
对于较低的负载电流输出应用和较少的动态(快速变化)负载环境来说,最小电容值应为47 μF。
因此在这种应用中,推荐使用一只68μF-100μF的低ESR电容器。
推荐在输入引脚和接地引脚之间放置一只O.1 μF~4.7 μF电容器,以减少高频毛刺。
电感的关键参数是电感系数、峰值电流和直流阻抗。
电感系数与电感波纹电流峰-峰值、输入电压以及输出电压有关(工作频率是300kHz)。
即:
较高的波纹电流能减小电感系数,但是会增加电感和开关装置的电导损耗、核损耗和电流压力。
对于同样输出电压波纹要求,则需要一只大容量的输出电容器。
波纹电流设置为直流输出电流的30%是合理的。
因为波纹电流会随着输入电压增加而增加,最大输入电压会削弱电感系数。
电感的直流阻抗是效率的一个主要参数。
较低的直流阻抗可利用一个较大的线圈实现。
效率和尺寸大小之间的良好折衷方案为电感铜损耗等于输出电压的2%。
输出电容器(CONT)的选择受最大允许输出电压波纹影响。
输出电压波纹在固定频率脉宽调制模式下近似值为:
ESR在决定电压波纹时通常起着支配的作用。
推荐使用低ESR的铝电解电容器或钽电容器。
温度低于-25℃时不要使用电解电容器,因为它的ESR低温下会极快的上升。
而陶瓷或钽电容器则在低温时具有较好的ESR,因此在低温应用中首选陶瓷或钽电容。
自举电容器推其使用4.7 nF或者较大的陶瓷电容器。
对于输入电压小于2倍的输出电压的应用,推荐采用更大的自举电容器。
该器件无允许快速启动的内部软启动,但是也会产生大的浪涌电流。
因此,对于需要降低浪涌电流的应用,该器件有限制DC/DC转换调节器启动时浪涌电流的电路。
浪涌电流限制电路可作为软启动。
外部的SS引脚用来调节软启动的特殊应用。
电流ISS影响外部软启动电容器CSS,软启动时间计算为:
该器件的关闭引脚可以用1.8 V或者更高的逻辑信号进行控制。
如果不使用引脚的关闭功能,则应断开该引脚。
关闭引脚的最大电压为7.5 V。
如果由于系统或者其他方面的限制,关闭引脚需要使用更高的电压,则推荐在应用电压引脚和关闭引脚之间接一只100 kΩ或者更大阻值的电阻器来保护该功能。
4.2 需注意的问题
该器件有两个独立的接地引脚,PGND用于驱动器和升压式NMOS电源装置,AGND可灵敏模拟控制电路。
AGND和PGND引脚应该直接连在一起。
反馈和补偿网络应该直接连接到一个专门模拟地层,这个模拟地层必须连接至AGND引脚。
如果没有模拟地层,反馈和补偿网络必须直接连接至AGND引脚。
而将这些网络连接到PGND引脚会给系统增加噪声。
输入旁路电容器CIN必须尽量靠近该
器件放置,如图3所示。
这有助予减少影响输入电压波纹的铜线阻抗。
为了滤除额外输入电压,应将一只0.1μF~4.7μF的旁路电容器与CIN并联,尽量靠近VIN引脚,以抑制任何高频噪声。
输出电容器COUT1和COUT2也应该靠近LM2717放置。
对输出电容器COUTX的铜线连接能够增加连续阻抗,直接影响输出电压波纹。
反馈网络的电阻器RFB1和RFB2应该尽量靠近FB引脚放置,远离电感,使增加系统噪声的铜线连接最短。
电感和肖特基二极管的布线应该最短,以减少电源损耗并提高总体效率。
5 结束语
输出电压可调节的电源分配结构可以为系统的特殊应用集成电路及数字信号处理器提供稳压电源。
美国国家半导体公司这款全新的双通道降压型
DC/DC变换器不但具有高度的灵活性,而且性能卓越,是负载点结构采用的理想解决方案。