CN206595893U - 基于sp1220的dc‑dc开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于SP1220的DC‑DC开关电源，包括电源控制器U1，NMOS管Q1、Q2，电感L1，电容C1～C9，电阻R1～R8，电阻RS1、RS2；电源控制器U1采用SP1220；本实用新型的优点在于：外置限流功率电阻RS1、RS2，可以保证较高的限流精度，在正负5%以内；通过调节电阻R5和R6，可以灵活的针对不同功率管调节控制器驱动能力，同时可以改善开关电源的EMI性能；可以实现双路精确限流；具有线损补偿功能，且通过调节FB脚连接的电阻来改变线补电压的大小。

Description

基于SP1220的DC-DC开关电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源，尤其是一种降压型开关电源。

背景技术

SP1220F是一款降压型PWM控制器，该电源控制器可驱动双路输出8A（4A+4A）负载电流。设计允许SP1220F在9V到40V宽输入电压范围内工作。通过将COMP/EN引脚逻辑电平拉低来实现外部关断功能，并进入待机模式。外部补偿使反馈控制环路具有良好的线压调整率和负载调整率，且外围设计灵活。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于SP1220的DC-DC开关电源，适用于有限流要求的DC-DC开关电源，可以实现双路负载的精确限流。本实用新型采用的技术方案是：

一种基于SP1220的DC-DC开关电源，包括电源控制器U1，NMOS管Q1、Q2，电感L1，电容C1～C9，电阻R1～R8，电阻RS1、RS2；电源控制器U1采用SP1220；

输入直流电接电容C1正极、电阻R4的一端以及NMOS管Q1的漏极；电容C1负极接地；电阻R4的另一端接电源控制器U1的电源输入脚，并通过电容C2接地；电源控制器U1的误差放大器输出脚接电容C3一端和电阻R3一端，电容C3另一端接地，电阻R3另一端通过电容C4接地；电源控制器U1的自举脚接电容C5的一端；电源控制器U1的电源开关信号输出脚接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电容C5的一端和电感L1的一端，以及电阻R8的一端；电阻R8的另一端通过电容C6接地；电感L1的另一端接电容C8的正极、电容C7的一端、电阻R1的一端、电容C9的一端，并作为DC-DC开关电源的输出端；电容C8的负极和电容C7的另一端接地；电阻R1的另一端接电容C9的另一端、电阻R2的一端以及电源控制器U1的输出电压反馈脚；电源控制器U1的上管栅极驱动脚通过电阻R6接NMOS管Q1的栅极，电源控制器U1的下管栅极驱动脚通过电阻R5接NMOS管Q2的栅极；NMOS管Q1的源极接电感L1的一端和NMOS管Q2的漏极，NMOS管Q2的源极接地；电源控制器U1的接地脚接地；

DC-DC开关电源的输出端用于连接第一负载的一端和第二负载的一端；电阻RS1的一端接地，另一端接电源控制器U1的第一电流采样输入脚，电阻RS1的另一端用于连接第一负载的另一端；电阻RS2的一端接地，另一端接电源控制器U1的第二电流采样输入脚，电阻RS2的另一端用于连接第二负载的另一端。

进一步地，电阻R5、R6取值均为2.2欧姆。

本实用新型的优点在于：

1.外置限流功率电阻RS1、RS2，可以保证较高的限流精度，在正负5%以内。

2.通过调节电阻R5和R6，可以灵活的针对不同功率管调节控制器驱动能力，同时可以改善开关电源的EMI性能。

3.电路输出电压可到38V，满足QC3.0的12V输出和PD4.0的20V输出电压。

4.电路可以实现双路精确限流。

5.电路具有线损补偿功能，且通过调节FB脚连接的电阻来改变线补电压的大小。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供的基于SP1220的DC-DC开关电源，包括电源控制器U1，NMOS管Q1、Q2，电感L1，电容C1～C9，电阻R1～R8，电阻RS1、RS2；电源控制器U1采用SP1220；

输入直流电接电容C1正极、电阻R4的一端以及NMOS管Q1的漏极；电容C1负极接地；电阻R4的另一端接电源控制器U1的电源输入脚（第1脚），并通过电容C2接地；电源控制器U1的误差放大器输出脚（第2脚）接电容C3一端和电阻R3一端，电容C3另一端接地，电阻R3另一端通过电容C4接地；电源控制器U1的自举脚（第10脚）接电容C5的一端；电源控制器U1的电源开关信号输出脚（第9脚）接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电容C5的一端和电感L1的一端，以及电阻R8的一端；电阻R8的另一端通过电容C6接地；电感L1的另一端接电容C8的正极、电容C7的一端、电阻R1的一端、电容C9的一端，并作为DC-DC开关电源的输出端；电容C8的负极和电容C7的另一端接地；电阻R1的另一端接电容C9的另一端、电阻R2的一端以及电源控制器U1的输出电压反馈脚（第3脚）；电源控制器U1的上管栅极驱动脚（第8脚）通过电阻R6接NMOS管Q1的栅极，电源控制器U1的下管栅极驱动脚（第7脚）通过电阻R5接NMOS管Q2的栅极；NMOS管Q1的源极接电感L1的一端和NMOS管Q2的漏极，NMOS管Q2的源极接地；电源控制器U1的接地脚（第6脚）接地；

DC-DC开关电源的输出端用于连接第一负载的一端和第二负载的一端；电阻RS1的一端接地，另一端接电源控制器U1的第一电流采样输入脚（第5脚），电阻RS1的另一端用于连接第一负载的另一端；电阻RS2的一端接地，另一端接电源控制器U1的第二电流采样输入脚（第4脚），电阻RS2的另一端用于连接第二负载的另一端。

电源控制器U1的各管脚说明如下：

VIN脚：第1脚，电源输入脚；

COMP脚：第2脚，误差放大器输出脚；

FB脚：第3脚，输出电压反馈脚；

SEN2脚：第4脚，第二采样电流输入脚；

SEN1脚：第5脚，第一采样电流输入脚；

GND脚：第6脚，接地脚；

LG脚：第7脚，下管栅极驱动脚；

UG脚：第8脚，上管栅极驱动脚；

LX脚：第9脚，电源开关信号输出脚；

BS脚：第10脚，自举脚，该管脚给内部上管MOSFET栅极驱动器提供电源；

本实用新型的工作原理为：

VIN是输入直流电通过滤波电容C1进行滤波；直流电通过限流电阻R4给供电电容C2充电，使得给电源控制器U1的VIN脚稳定的供电，当电压高于7V时，内部模块开始工作。

C3，C4和R3组成电源控制器U1的外置补偿网络，保证环路的稳定工作；电源控制器U1内部电源通过BS脚串联一个自举电容C5给上管栅极驱动脚UG供电，驱动NMOS管Q1导通，输出脉冲信号，使得电感L1电流上升，输出电压VOUT上升；

R1，R2是FB脚分压电阻，采样输出电压VOUT，与内部基准电压Vref进行比较控制Q1和Q2的开关。当VFB<Vref时，输出电压偏低，电源控制器U1控制Q1导通，Q2关断，电感电流上升通过Q1给输出电容C8充电。当VFB>Vref时，输出电压偏高，电源控制器U1控制Q2导通，Q1关断，电感电流下降，通过Q2续流放电。调节脉宽信号的占空比来调节输出能力，保证输出电压VOUT稳定。R1和R2的比例能够设定输出电压VOUT大小，调整R1可调整电源控制器U1的线损补偿能力，C9可适当对电源控制器U1进行补偿，使电源控制器U1工作更稳定。

RS1、RS2取值由客户所需要的限流电流Ilimt决定，RS1和RS2的大小分别用来设置负载各个支路的最大输出电流值，如果输出电流过大，经过RS1、RS2电阻反馈到SEN1和SEN2脚，（取代FB电压，将FB环路切换到SEN电流环路，工作原理见上面恒压一样）电源控制器U1内部会关断驱动信号，使得MOS管Q1关断。RS1(或RS2)=V_SEN/Ilimt，其中V_SEN典型值为100mV。如果只用一路输出限流，那么另外一个SEN脚要接地。

R5,R6可以调节电源控制器U1驱动能力大小；典型取值均为2.2欧姆；

R8和C6组成滤波网络，可滤除LX脚端口的毛刺电压；

L1和C8是输出滤波网络。

Claims (2)

1.一种基于SP1220的DC-DC开关电源，其特征在于，包括电源控制器U1，NMOS管Q1、Q2，电感L1，电容C1～C9，电阻R1～R8，电阻RS1、RS2；电源控制器U1采用SP1220；

输入直流电接电容C1正极、电阻R4的一端以及NMOS管Q1的漏极；电容C1负极接地；电阻R4的另一端接电源控制器U1的电源输入脚，并通过电容C2接地；电源控制器U1的误差放大器输出脚接电容C3一端和电阻R3一端，电容C3另一端接地，电阻R3另一端通过电容C4接地；电源控制器U1的自举脚接电容C5的一端；电源控制器U1的电源开关信号输出脚接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电容C5的一端和电感L1的一端，以及电阻R8的一端；电阻R8的另一端通过电容C6接地；电感L1的另一端接电容C8的正极、电容C7的一端、电阻R1的一端、电容C9的一端，并作为DC-DC开关电源的输出端；电容C8的负极和电容C7的另一端接地；电阻R1的另一端接电容C9的另一端、电阻R2的一端以及电源控制器U1的输出电压反馈脚；电源控制器U1的上管栅极驱动脚通过电阻R6接NMOS管Q1的栅极，电源控制器U1的下管栅极驱动脚通过电阻R5接NMOS管Q2的栅极；NMOS管Q1的源极接电感L1的一端和NMOS管Q2的漏极，NMOS管Q2的源极接地；电源控制器U1的接地脚接地；

DC-DC开关电源的输出端用于连接第一负载的一端和第二负载的一端；电阻RS1的一端接地，另一端接电源控制器U1的第一电流采样输入脚，电阻RS1的另一端用于连接第一负载的另一端；电阻RS2的一端接地，另一端接电源控制器U1的第二电流采样输入脚，电阻RS2的另一端用于连接第二负载的另一端。

2.如权利要求1所述的基于SP1220的DC-DC开关电源，其特征在于，

电阻R5、R6取值均为2.2欧姆。