2016年四川省TI杯大学生电子设计竞赛报max.docxVIP

·2016年四川省TI杯大学生电子设计竞赛报告参赛题目：降压型直流开关稳压电源（A题）二零一六年八月摘要本设计以Buck电路为主拓扑，利用LM5117为主要控制核心，协调各个模块电路工作以实现题设功能。利用LM5117稳定的3.3A峰值栅极时钟驱动和高达750kHz自由运行或同步的时钟驱动CSD18532KCS构成开关电路，利用其优秀的电流反馈能力构造了过流保护电路，利用0.8V可编程输出功能构造了主电路的电压反馈环。电路分为：主电路拓扑模块、过流保护电路、负载识别电路。主电路实现降压，过流保护电路实现了对过流的保护，负载识别电路实现了对外部可调负载的实时检测输出。关键词：Buck电路；LM5117；过流保护；负载识别AbstractThe design of the main Buck circuit topology using LM5117 as the main control center, coordinating the work to achieve the module circuit problem reset feature. Use LM5117 3.3A peak gate drive and stable clock or synchronized up to 750kHz free-running clock driver CDS1853KCS constitute a switching circuit, with its excellent ability to construct a current feedback current protection circuit using 0.8V programmable output function of the primary structure circuit voltage feedback loop. Circuit is divided into: main circuit topology module, overcurrent protection circuit, the load recognition circuit. Main step-down circuits, overcurrent protection circuits for over-flow protection, the load identification circuit to achieve a real-time external adjustable load detection output.Keywords: Buck circuit; LM5117; overcurrent protection; load identification1 方案论证系统要求较高效率，所以恒压输出应采用开关电路，鉴于题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、负载识别模块和过流保护模块三部分组成。1.1 直流稳压电路方案方案一：利用Buck斩波电路，通过控制单片机产生的PWM波来直接控制IGBT管的导通从而产生降压。如图1。图1单片机产生PWM波控制MOS管方案二：利用Buck斩波电路，通过稳压芯片LM5117 控制MOS管CSD18532KCS导通构成开关电路来进行降压。充分利用LM5117的电压反馈环和电流反馈环，实现电压控制、电流检测和保护功能。如图2图2 LM5117的Buck降压其中MOS管Q1接LM5117的HO输出端，Q2接LO输出端方案一使用元件少，结构简单，但在高频时开关损耗大，降压效率低。并且存在着纹波大，开关噪声以及高辐射的缺点。方案二，电路较复杂，但具有转换效率高，电路损耗低的优点.,所以选用符合要求的方案二来进行设计和制作。1.2 负载识别电路方案方案一:利用LM5117的电压反馈功能，配合LM324构成运放和减法器，将外接的负载电阻作为运放的输入电阻，改变负载阻值，就改变了运放的增益，通过反馈到减法器来改变输出电压反馈到LM5117的控制口。如图3图3 LM324组成的负载识别电路方案二：利用MSP430f149单片机的自带ADC模块和外接DAC芯片构成主要控制电路，首先用单片机采集电压值(AD1)转换成对应的电阻值，并采集输出端电压，进入主程序进行计算，得出对应数字量，如果输出端电压未达到目标值则配合外部DA芯片输出一个低于或高于0.8V的电压给FB脚，否则输出一个恒定为0.8V的电压给反馈值，如图4。图4 部分AD采样电路。方案一需要运放器件较多，而且电路相对复杂，消耗的功率较大，降低了电源效率。方案二控制电路简单，出错后相对方案一好解决，同时MSP430特有的低功耗性能使得对于主电路的损耗相对较小，对效率影响较小。根据设计要求