基于LM5175的Buck-Boost車用開關電源設計

周鵬飛,鐘再敏

(同濟大學 汽車學院,上海　201804)

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基于LM5175的Buck-Boost車用開關電源設計

周鵬飛,鐘再敏

(同濟大學 汽車學院,上海201804)

摘要針對一款應用于新能源汽車的電機驅動控制器,設計了一種基于TI公司的電源芯片LM5175的4開關Buck-Boost開關電源。根據車載情況對電源的要求確定輸入輸出電壓范圍、電流范圍、開關頻率,進而選擇合理的輸入輸出電容、電感、MOSFET等元器件,完成了電源芯片外圍電路的搭建。繪制開關電源系統的伯德圖對開關電源的工作穩定性進行分析,優化開關頻率等參數。通過相同負載不同輸入電壓和相同輸入電壓不同負載的兩組實驗驗證,開關電源可穩定輸出目標電壓以及開關電源效率。

關鍵詞LM5175;開關電源;Buck-Boost

開關電源是利用電子技術,控制半導體功率器件的通斷時間,將電源的一種形態轉化成另一形態且維持穩定輸出的一種電源[1]。現代電子系統均需要電源,開關電源作為電源的一種,廣泛應用于軍工、科研、通訊等領域[2],在汽車系統中,開關電源的應用環境更加惡劣,車上的干擾源較多,例如繼電器等,車上的功率器件工作時,發熱較為嚴重。因此,車用開關電源工作時,要有較好的抗干擾、耐高溫的特性[3],并可穩定輸出電壓。

本文介紹了一種基于LM5175的電源芯片的Buck-Boost的開關電源。此開關電源的設計目標:輸入電壓8～18 V;輸出電壓為15 V;輸出電流為3 A。根據電源的要求進行相關的數學計算,確定開關頻率,選擇合理的輸入輸出電容、電感、MOSFET等元器件[4],搭建好電源芯片的外圍電路,并繪制伯德圖對此開關電源的穩定性進行分析,優化工作頻率等參數,最后進行實驗驗證此開關電源可穩定輸出目標電壓以及開關電源效率。……