基于TPS54550的電源模塊設計

章磊

摘 要： 提出了一種以TPS54550芯片為核心的DC/DC電源模塊的設計方法。分析了主要器件的特性，針對電流、效率等指標對主要外圍電路的參數進行了設計和仿真，并對該電源模塊進行了相關測試。實踐證明該電源模塊能夠滿足設計需求，具有一定實用價值。

關鍵字： 開關電源； 電路設計； 電源模塊； Swift Designer

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0153?03

Abstract： A design method of DCDC power module based on TPS54550 is proposed in this paper. The characteristics of principal devices are analyzed. According to the parameters of current， efficiency and other indexes， the parameters of main peripheral circuits were designed and simulated with the simulation tool Swift Designer of TI. The relevant testing was performed for the power module. Its max output current is 6 A and its ripple is less than 10 mV. The testing result proves that power module can meet the design requirements and has a certain practical value.

Keywords： switch power supply； circuit design； power module； Swift Designer

0 引 言

隨著電子技術的飛速發展，集成電路工作電壓越來越低，工作速度越來越高，需求功率越來越大，要求其電源裝置體積小效率高，低電壓大電流輸出。開關電源利用磁場儲能，無論升壓、降壓或是兩者同時進行，都可以實現相當高的變換效率。由于變換效率高，因此發熱很小，散熱處理得以簡化，因此開關電源具有設計靈活，散熱小，成本較低的優點。

要取得低紋波、低EMI、低噪聲的電源，關鍵在于電路設計，尤其是輸入/輸出電容、輸出電感的選擇和布局。本文中提出一種采用TI公司TPS54550電源芯片設計的6 A規格的DC/DC電源模塊。

1 基本原理

TPS54550PWP為一款中等輸出電流同步buck PWM轉換器，內部集成一上MOSFET和一用于驅動外置下MOSFET的門極驅動器。包含一高性能電壓誤差放大器，可使暫態性能最優，同時使輸出濾波電感和電容選擇更靈活。TPS54550PWP有一under?voltage?lockout電路，即輸入電壓高于4.5 V才啟動；一緩啟動電路，可減小啟動時脈沖電流；輸入或輸出相位同步可配置特性。輸入電壓范圍4.5～20 V，輸出電流6 A，峰值電流7.5 A，開關頻率250～700 kHz，同時緩啟動時間可調，過流和過熱關斷保護。

TPS54550PWP開關控制上、下MOS管導通，輸出方波，經過輸出電感、電容整流濾波輸出直流電壓，通過反饋調整占空比調節輸出電壓大小。本電源模塊要求輸出電流6 A，在50%負載下效率85%以上，紋波小于10 mV。

2 外圍電路設計

2.1 開關頻率

5 結 語

仿真和實際測試的結果表明所設計的電源模塊能夠符合要求，實際的使用中也證明是可靠的。

參考文獻

[1] PRESSMAN A I.開關電源設計[M].北京：電子工業出版社，2005.

[2] Texas Instruments. TPS54550 datasheet [R]. USA： TI， 2006.

[3] 衡耀付，陳富君.一種基于UC3842的新型開關穩壓電源設計[J].電力自動化設備，2009（9）：133?136.

[4] 戴媛媛，賈新章，王少熙.MOSFET和IGBT器件在開關電源中的一種應用方法及其仿真[J].電子器件，2006（9）：738?741.

[5] 王劍.SWIFTTM Designer電源設計程序[J].世界電子元器件，2002（8）：53?54.

[6] 董玉林.開關電源紋波與噪聲的抑制[J].遼寧工業大學學報：自然科學版，2008（10）：302?305.

摘 要： 提出了一種以TPS54550芯片為核心的DC/DC電源模塊的設計方法。分析了主要器件的特性，針對電流、效率等指標對主要外圍電路的參數進行了設計和仿真，并對該電源模塊進行了相關測試。實踐證明該電源模塊能夠滿足設計需求，具有一定實用價值。

關鍵字： 開關電源； 電路設計； 電源模塊； Swift Designer

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0153?03

Abstract： A design method of DCDC power module based on TPS54550 is proposed in this paper. The characteristics of principal devices are analyzed. According to the parameters of current， efficiency and other indexes， the parameters of main peripheral circuits were designed and simulated with the simulation tool Swift Designer of TI. The relevant testing was performed for the power module. Its max output current is 6 A and its ripple is less than 10 mV. The testing result proves that power module can meet the design requirements and has a certain practical value.

Keywords： switch power supply； circuit design； power module； Swift Designer

0 引 言

隨著電子技術的飛速發展，集成電路工作電壓越來越低，工作速度越來越高，需求功率越來越大，要求其電源裝置體積小效率高，低電壓大電流輸出。開關電源利用磁場儲能，無論升壓、降壓或是兩者同時進行，都可以實現相當高的變換效率。由于變換效率高，因此發熱很小，散熱處理得以簡化，因此開關電源具有設計靈活，散熱小，成本較低的優點。

要取得低紋波、低EMI、低噪聲的電源，關鍵在于電路設計，尤其是輸入/輸出電容、輸出電感的選擇和布局。本文中提出一種采用TI公司TPS54550電源芯片設計的6 A規格的DC/DC電源模塊。

1 基本原理

TPS54550PWP為一款中等輸出電流同步buck PWM轉換器，內部集成一上MOSFET和一用于驅動外置下MOSFET的門極驅動器。包含一高性能電壓誤差放大器，可使暫態性能最優，同時使輸出濾波電感和電容選擇更靈活。TPS54550PWP有一under?voltage?lockout電路，即輸入電壓高于4.5 V才啟動；一緩啟動電路，可減小啟動時脈沖電流；輸入或輸出相位同步可配置特性。輸入電壓范圍4.5～20 V，輸出電流6 A，峰值電流7.5 A，開關頻率250～700 kHz，同時緩啟動時間可調，過流和過熱關斷保護。

TPS54550PWP開關控制上、下MOS管導通，輸出方波，經過輸出電感、電容整流濾波輸出直流電壓，通過反饋調整占空比調節輸出電壓大小。本電源模塊要求輸出電流6 A，在50%負載下效率85%以上，紋波小于10 mV。

2 外圍電路設計

2.1 開關頻率

5 結 語

仿真和實際測試的結果表明所設計的電源模塊能夠符合要求，實際的使用中也證明是可靠的。

參考文獻

[1] PRESSMAN A I.開關電源設計[M].北京：電子工業出版社，2005.

[2] Texas Instruments. TPS54550 datasheet [R]. USA： TI， 2006.

[3] 衡耀付，陳富君.一種基于UC3842的新型開關穩壓電源設計[J].電力自動化設備，2009（9）：133?136.

[4] 戴媛媛，賈新章，王少熙.MOSFET和IGBT器件在開關電源中的一種應用方法及其仿真[J].電子器件，2006（9）：738?741.

[5] 王劍.SWIFTTM Designer電源設計程序[J].世界電子元器件，2002（8）：53?54.

[6] 董玉林.開關電源紋波與噪聲的抑制[J].遼寧工業大學學報：自然科學版，2008（10）：302?305.

摘 要： 提出了一種以TPS54550芯片為核心的DC/DC電源模塊的設計方法。分析了主要器件的特性，針對電流、效率等指標對主要外圍電路的參數進行了設計和仿真，并對該電源模塊進行了相關測試。實踐證明該電源模塊能夠滿足設計需求，具有一定實用價值。

關鍵字： 開關電源； 電路設計； 電源模塊； Swift Designer

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0153?03

Abstract： A design method of DCDC power module based on TPS54550 is proposed in this paper. The characteristics of principal devices are analyzed. According to the parameters of current， efficiency and other indexes， the parameters of main peripheral circuits were designed and simulated with the simulation tool Swift Designer of TI. The relevant testing was performed for the power module. Its max output current is 6 A and its ripple is less than 10 mV. The testing result proves that power module can meet the design requirements and has a certain practical value.

Keywords： switch power supply； circuit design； power module； Swift Designer

0 引 言

隨著電子技術的飛速發展，集成電路工作電壓越來越低，工作速度越來越高，需求功率越來越大，要求其電源裝置體積小效率高，低電壓大電流輸出。開關電源利用磁場儲能，無論升壓、降壓或是兩者同時進行，都可以實現相當高的變換效率。由于變換效率高，因此發熱很小，散熱處理得以簡化，因此開關電源具有設計靈活，散熱小，成本較低的優點。

要取得低紋波、低EMI、低噪聲的電源，關鍵在于電路設計，尤其是輸入/輸出電容、輸出電感的選擇和布局。本文中提出一種采用TI公司TPS54550電源芯片設計的6 A規格的DC/DC電源模塊。

1 基本原理

TPS54550PWP為一款中等輸出電流同步buck PWM轉換器，內部集成一上MOSFET和一用于驅動外置下MOSFET的門極驅動器。包含一高性能電壓誤差放大器，可使暫態性能最優，同時使輸出濾波電感和電容選擇更靈活。TPS54550PWP有一under?voltage?lockout電路，即輸入電壓高于4.5 V才啟動；一緩啟動電路，可減小啟動時脈沖電流；輸入或輸出相位同步可配置特性。輸入電壓范圍4.5～20 V，輸出電流6 A，峰值電流7.5 A，開關頻率250～700 kHz，同時緩啟動時間可調，過流和過熱關斷保護。

TPS54550PWP開關控制上、下MOS管導通，輸出方波，經過輸出電感、電容整流濾波輸出直流電壓，通過反饋調整占空比調節輸出電壓大小。本電源模塊要求輸出電流6 A，在50%負載下效率85%以上，紋波小于10 mV。

2 外圍電路設計

2.1 開關頻率

5 結 語

仿真和實際測試的結果表明所設計的電源模塊能夠符合要求，實際的使用中也證明是可靠的。

參考文獻

[1] PRESSMAN A I.開關電源設計[M].北京：電子工業出版社，2005.

[2] Texas Instruments. TPS54550 datasheet [R]. USA： TI， 2006.

[3] 衡耀付，陳富君.一種基于UC3842的新型開關穩壓電源設計[J].電力自動化設備，2009（9）：133?136.

[4] 戴媛媛，賈新章，王少熙.MOSFET和IGBT器件在開關電源中的一種應用方法及其仿真[J].電子器件，2006（9）：738?741.

[5] 王劍.SWIFTTM Designer電源設計程序[J].世界電子元器件，2002（8）：53?54.

[6] 董玉林.開關電源紋波與噪聲的抑制[J].遼寧工業大學學報：自然科學版，2008（10）：302?305.