一种基于LM3150 Buck型开关电源设计方案必发365

2020-09-03 20:22字体:
  

  的策画。借助于WEBENCH电源策画器械选取符合的外围元件,竣工作用、本钱、面积和开闭频率的优化。通过仿真声明该电源太平性好,转换作用高,能够渊博利用于便携修筑中。

  新颖电子体例策画都需求一个恒定输出的供电电源,无论输入电压依然负载电流发作转化,只须这些转化正在稳压源的运转限度内,稳压源都要担保电道有恒定的不断的电压输出。正在便携式体例中,输入电压经常来自电池或直流电压源,而体例所用的芯片越来越众,芯片的功耗也越来越大,体例各芯片对电源的电压、电流和本能恳求也众种众样。开闭电源以PWM技艺为主,通过厘革脉冲的占空比调动输出电压,若何遵循电压和电流情状并探究本能、功耗和体积等成分正在浩繁的电源芯片被选型并优化,是电子体例策画中面对的紧急题目。借助于TI最新的WEBENCH电源策画器械能够正在TI浩繁的电源芯片中挑选出适合项主意芯片并举办外围电道策画和优化。

  如图1所示,Buck变换器厉重囊括:开闭元件MOS管M1,二极管D1,电感L1,电容C1和反应环道。如图,当M1导通时,V1与输出电压Vdc相当,D1反向截止。电流IM1=IL1流经电感L1,电流线滤波,形成输出电压Vo和输出电流Io。R1和R2对Vo采样取得Vs,Vs与参考电压Vref比力取得信号Vea。如图1(a)所示,VtrVea时,管制信号VG跳变为低电平,MOS管M1截止。此时,电感L1两头的电压极性反向,二极管D1承袭正向偏压,并有电流ID1流过。若IL1

  LM3150是一款简易易用,且可供应最高达12 A输出电流的简略降压电源管制器,采用eTSSOP-14封装。LM3150的就业输入电压限度为6~42 V,输出电压可按需求而安排,最低可达0.6 V,必发365开闭频率可调动至1MHz。LM3150管制器采用固定导通时代(COT)构造,具有特速的瞬态反应,无需外置环道储积,有助于节减外置元件数和下降策画丰富性;可运用低等效串联电阻(ESR)输出电容器,从而下降了全部策画计划尺寸和输出电压纹波。LM3150内部构造如图3所示。

  WEBENCH Design Environments是怪异而强盛的软件器械,能正在很短的几秒内供应定制照明、电源、时钟、滤波以及传感策画等。WEBEN CH简易易用的器械能助助用户创修、模仿并优化切合怪异规格的策画。与此同时,这些器械能让用户正在将策画参加临盆之前正在策画、体例和供应链层面举办基于价钱的衡量。

  开闭电源策画的紧急参数是作用、体积和本钱,这几个方面不或许同时达到最优,而跟作用、本钱和体积严紧相干的成分厉重是:开闭频率,电感,MOS管的开闭损耗以及MOS管导通损耗。借助于WEBENCH软件能够达成芯片外围电道的优化选取。

  基于LM3150策画的BUCK型开闭电源电道如图4所示。该电道能正在输入直流电压限度为10~15 V,输出3.3 V,负载电流2 A,作用优先并可抵达90%以上。

  借助于WEBENCH能够对开闭电源电道策画的作用、本钱、面积和开闭频率举办优化,如外1所示是WEBENCH对LM3150利用电道正在最高作用、最小面积和中心计划的比照结果。

  从外中能够看出,作用最高的计划开闭频率最低但占用面积最众,最小面积计划作用最低但开闭频率最高,本策画选取中心计划。

  电感正在开闭电源中负担储能元件的脚色,选取Buck变换器电感的厉重依照是变换器输出电流的巨细。充电时电感将电流转换为电磁能,放电时将电磁能转换为电流,升高开闭频率能够有用地下降电感的体积,但开闭频率又不行太高不然电感磁芯的高频损耗将增大。从上面的3个计划中取得的3种差异型号的电感如外2所示。

  从比照中能够看出,最高作用计划电感的直流电阻最小,功率损耗也最小,但因开闭频率低导致电感占用面积最大,本钱也最高,最小面积计划直流电阻稍大但电感量较低。本策画选取型号为:SRR1260-180M的电感,面积、直流电阻、电感值和功率损耗等参数较适中。

  MOS管正在开闭电源中是行动电子开闭运用的,就业中导通和截止状况瓜代举办。MOS管不是理思的开闭,闭断和导通是需求时代的,即存正在开闭损耗,开闭频率越高,MOS管的开闭损耗越大。

  如外3所示,最高作用计划中开闭频率最小,导通电阳最小,通流技能最强,但本钱最大。本策画折被选择型号为型号CSD17507Q5A的MOS管,下降本钱。

  选取好芯片的外围元件后,行使WEBENCH软件对LM3150 Buck型开闭电源电道举办仿真与测试,电压、电流的输出波形如图5、6所示,输出作用随电流及输入电压Vin的转化如图7所示,开闭电源总损耗随输入电压的转化如图8所示。从图中可看出电源作用随输入电压推广总体降低,总体损耗随输入电压推广总体正在上升。

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