【我的WEBENCH得意之作】LM3485做的5V2A电源

dontium   2015-6-23 17:56 楼主
一、设计目的
在电源变压器作隔离的数字设备中,过去人们常用的办法是,变压器次级整流滤波后,使用7805之类的线性电源提供数字电路所用的5V电压。这样的方法虽然有较好的纹波特性,但它的效率却非常低,发热量大,体积庞大。
如果使用较高质量的开关电源,特别是输出电流大于2A时,其成本也很大,如果使用普通的开关电源,其效率虽有提高,但并不理想。
在这种情况下,本设计计划使用外扩MOSFET的PWM控制芯片来完成,开关电源中的开关器件,特别是MOSFET,比较发现,如果在内部,成本会比较高,而开关管和IC分离的PWM驱动芯片,价格却较低。这样,就达到体积、成本、性能的共同提高。
二、器件选择
本设计拟输入电压22V,输出电流2A,输出电压5V。
根据以上条件,计划使用LM3485 + FDC5614。
LM3485为非同步的带滞后控制的P沟道MOSFET控制器,它的电压适应范围为4.5V到35V,经外扩MOS管可以输出4A以下的电流。最大开关频率达1MHz,SSOP-8脚小封装,可见其非常适合对体积、输出电流有特别要求的场合。
FDC5614为P沟道MOSFET,60V耐压,SOT23-6封装,RDS(ON) = 0.105 Ω @ VGS = –10 V,连续工作电流-3A(脉冲-20A),输入电容750pF。它与LM3485是完美的配合。
三、手工设计与WEBENCH设计的比较
根据LM3485手册第一页提供的电路图,以及其后的第9页等的设计注意事项进行设计。按照通常开关电源对电感的计算设计电感。并计算其它电路参数。设计结果与WEBENCH设计作比较,发现有计算错误之处。最后以WEBENCH设计为准。以下是使用WEBENCH的设计过程:
1对于WEBENCH,有对应的LM3485器件,并且在该器件页面的右侧可以直接进入WEBENCH设计。
2在这里,填入相应的参数,输入20V~25V,输出电流2A。然后点“Open Design”.
w1.jpg
3进入WEBENCH后,可以修改电路图及电路参数,对电路的设计进行仿真等,相关问题可参见WEBENCH说明或此类帖子。此问题从略。这里给出设计的电路图:
w2.jpg
4Exprot
此方法可以输出设计文件,如PCB、原理图。
输出格式中,没有可以用PADS直接打开的文件格式,可以参照上一篇文章中的方法将其输出为P-CAD格式并导入。
这是PADS打开的电路图文件:
w3.jpg
输出文件中的PCB不能用PADS导入。暂时手工制板。
5、实物:
自己画的PCB文件:
w4.jpg
这是试验用的PCB板,已经背面安装了两个元件,一块是LM3485 一块是FDC5614
w5.JPG w6.JPG
---------------------待续
本帖最后由 dontium 于 2015-6-23 18:00 编辑

回复评论 (3)

测试的部分图片

a0.JPG a1.JPG A2.JPG a3.JPG a4.JPG a5.JPG a6.JPG a7.JPG a8.JPG 图片说明: 以上依次为在不同输入电压下的开关波形,下表为测试的几个不同的输入电压,及在不同输入电压下的输出电压
输入电压 -V
输出电压 - V
5
4.932
6
4.932
10
4.929
12
4.926
15
4.924
18
4.923
22
4.923
25
4.923
现在的输出波纹有些大,约20mV ~ ,还有调整的空间。 不过,这个BUCK控制器就是利用输出电压的波纹作滞后控制的,波纹越大,控制越灵敏。 总结与体会 1、WEBENCH设计方便,可以说成“一键设计法”,即把要求填入WEBENCH后,点击“打开设计”,即可得到所需要的所有设计文档。非常方便。 2、本设计使用的元件,按WEBENCH给出的,充分体现了小体积、低成本、大电流的特点。 3、调整反馈电容可以调整控制的灵敏度,也能对波纹进行调整。但是,这种滞后控制器是利用波纹来控制的,不可能象其它控制形式的电路那样把小波纹做得非常小。 本帖最后由 dontium 于 2015-6-25 21:52 编辑
点赞  2015-6-23 17:58
PADS?为什么用网格铺铜呢?
点赞  2015-6-23 21:42
引用: quner 发表于 2015-6-23 21:42
PADS?为什么用网格铺铜呢?

这样方便
点赞  2015-6-24 09:55
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