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”.
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:
4、Exprot
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:
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:
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
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本帖最后由 dontium 于 2015-6-23 18:00 编辑