基于LM5117的降压型DC/DC模块设计

基于LM5117的降压型DC/DC模块设计

基于LM5117的降压型DC/DC模块设计
摘要:近些年来降压型电源模块,凭借着体积小、功能强、稳定性高的特点越来越被重用的。因此针对这一现况,我设计出一个额定输入电压为16V,额定输出电压为5V的降压型开关稳压电源。该电源的主要元器件有同步降压器LM5117和MOS场效应管,该电路主要是利用了LM5117来控制场效应管的开关。

关键词:同步降压控制器LM5117;MOS场效应管;开关稳压电源
Abstract:In recent years, step-down power supply modules have been increasingly used because of their small size, high functionality, and high stability. So for this situation, I designed a buck switching power supply with a rated input voltage of 16V and a rated output voltage of 5V. The main components of the power supply are the synchronous buck LM5117 and MOS FET. The circuit mainly uses the LM5117 to control the FET switch.
Key words:Synchronous Step-Down Controller LM5117,MOS field effect tube,switching power supply

目录
第一章  序言 3
1.1  国内外研究现状 3
1.1.1  国外研究现状 3
1.1.2  国内研究现状 3
1.2  生产需求状况 4
第二章  基于LM5117的降压型DC/DC模块的硬件设计 5
2.1  LM5117介绍 5
2.2  场效应管基础 6
2.2.1  场效应管介绍 6
2.2.2  场效应管的特点 7
2.2.3  场效应管及MOS场效应管工作原理 7
2.2.4  场效应管工作方式 8
2.2.5  场效应管作用 8
2.2.6  CDS18532KCS介绍 9
2.3  BUCK电路基础 9
2.3.1  BUCK电路的定义 9
2.3.2  BUCK电路的总体结构 9
2.3.3  BUCK电路的应用 11
2.3.4  BUCK电路的使用注意 12
2.4 DC/DC转换器 12
2.5 辅助器件 13
第三章  基于LM5117的降压型DC/DC模块设计 17
3.1  基于LM5117的降压型DC/DC模块的总体设计 17
3.1.1  方案要求 17
3.1.2  方案描述 17
3.1.3  总体设计 18
3.1.4  电子器件的选取 18
3.1.5 方案实施 19
3.2  LM5117与buck主电路模块 19
第四章  理论分析与参数计算 21
4.1  提高效率的方法 21
4.2  DC/DC的转换方法 21
4.3 电路的稳压控制方法 21
第五章  测试结果及分析 23
第六章  结论 24
小结与致谢 24
主要参考文献 25
附录: 26

 


第一章  序言
1.1  国内外研究现状
1.1.1  国外研究现状
1955年美国研制出了晶体管直流变换器,这款变换器是由罗耶第一个研制出来的,当时的晶体管直流变换器是通过自激振荡来实现的。因为它有着很多的优点,所以后来才能被广泛的应用在家用电器、通信、计算机等各种领域里。到了六十年代末的时候,因为微电子的快速发展和出现了反向的耐压很大的晶体管以后,由工频交流电经整流的工作就可以直接由DC变换器来完成了,再滤除掉信号中的特定波段频率后输入到个户人家,也就不再需要之前用的工频变压器了。也因为如此,直流变换器很大限度的扩大了它的应用范围,而且在这个的基础上人们研制出了一种新的开关稳压电源这种开关稳压电源是没有工频降压变压器的,这样就让稳压电源变得更小了,质量也变少了。到了这个时候,开关稳压电源才能说是真正的做到了不仅体积小、质量轻而且工作效率还高。到了七十年代右后,和这种开关稳压电源的有关的元器件例如开关变压器的铁芯不断的被人们给研制并且很大力度的加大了生产的产量,也就是这样让无工频变压器开关稳压电源从此有了很大的发展,而且还被普遍的应用与生活、通信、科学等各个领域当中,这也就使得无工频变压器开关稳压电源能在各种各样的电源中能有自己的一席之地。
1.1.2  国内研究现状
开关稳压电源所使用的电力电子技术,我国在六十年代时就开始了DC变换器和稳压电源的研制,到了六十年代中期的时候中国已经研制出来了,并且进入了一个稳压电源的实用期,到了七十年代中期时我国成功地研究并制造出来了我们想要的稳压开关电源了,只是这时候的稳压开关频率只能达到10KHz、输出的电压最大也只能达到5V,我国很多的研究所、高等院校以及工厂经过了长达十几年的辛苦研制终于研制出了多种不同频率的无工频降压变压器开关稳压电源,这些不同频率的开关稳压电源在我们的生活许许多多的方面都有着很好的效果,这些不同功率的稳压电源在很多地方都做出了很大的贡献。到了二十世纪末时我国已经开始大批量地生产工作频率在100KHZ到200KHZ的稳压电源了。我国现在还处在一个稳压开关的实用阶段,打算能再进一步的提高开关稳压电源的工作频率。这么多年以来,中国在稳压电源方面做出了很多很大的贡献了,而且也取得了很多的成果,只是中国在稳压电源方面的技术和美国、英国等一些发达国家还是存在一定的差距的,如果中国想要减小又或者是超过这些发达国家的技术水平的话,那么中国就要想办法来提升中国的半导体技术和工艺,当然中国目前也正在这么做,相信总有一天能实现,能做到中国的半导体水平远超那些发达国家。
1.2  生产需求状况
需求促进生产,在这样一个信息化时代,我们的生活离不开电子设备。电源开关作为一个设备中最核心的部分,在节约能耗,设备使用寿命方面发挥着重要作用。开关稳压电源和线性稳压电源作为目前世上的两种主要电源在电能的直流转换的关键技术,再带来巨大经济利益的同时,也节约了地球的资源消耗,符合绿色发展的宗旨,现在我国电子设备制造厂遍地开花,大学电子相关专业开设,加上国家的大力扶持,在这方面已经取得了长足的进步和高速的发展。目前我们常用的电器中所使用的电源主要有开关稳压电源和线性稳压电源这两种。但是因为开关稳压电源可以以高效地节约能量,可以带来很好的经济效益所以各种电子和电器都顺应时代用上了能带来巨大经济效益的开关稳压电源,也就是因为这样,开关稳压电源有了很好的推广。然而现在一些相对质量好一点的稳压开关电源都是由外国一些发达国家生产出来,国内目前只能生产一些质量一般的稳压开关电源,但是中国又是一个很大的消费市场,所以中国应该大大提升对半导体的技术和工艺水平。
主要参考文献
[1]  刘宁.降压型DC-DC转换电路的设计[J].湖北 黄石,科技论坛:2009.8:69-70.
[2]  祝旭,孟丽囡,林政,杨亮等.基于LM5117的降压型直流稳压电源设计[J].辽宁工艺大学电子与信息工程学院学报:探索与观察版:2010.9:89-91.
[3]  LM5117中文数据手册
[4]  魏伟,刘登辉,任艳.基于LM5117DC-DC变换的电源模块设计[J].产业与科技论坛,2017,16(9):75-76.
[5]  王兆安,刘进军.电力电子技术( 第5 版)[M] .北京:机械工业出版社,2009,7
[6]  王水平,史俊杰,田庆安. 开关稳压电源-原理、设计及实施电路[M].西安电子科技大学出版社. 2005.1.22

 

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