智能電表：采用 LM5017 實(shí)現(xiàn) 1‰紋波輸出

3 參數(shù)設(shè)計(jì)

三相智能電表的給通信載波模塊供電時(shí)，DC-DC 變換器的規(guī)格如下：

輸入電壓范圍：18~50V(50V 為兩倍輸入耐壓)， 220Vac 輸入時(shí)，輸入電壓為 21V 左右。 輸出：12V/400mA，輸出電壓紋波12mV。
開(kāi)關(guān)頻率：500kHz

輸出反饋電阻：RFB1 為 1.2kohm，RFB2 為 10.5kohm

3.1 輸出電感選擇

設(shè)輸出電壓上的紋波電流為 100mA，正常輸入電壓在 21V 左右，則輸出電感為：

L1 選擇為 100uH 電感。在此采用 TDK 的 SLF10145T-101M1R0，DCR 為 0.2ohm。該電感在 19V 輸入時(shí)，輸出電流紋波為：

3.2 輸出電容選擇

輸出開(kāi)關(guān)紋波為 6mV(考慮一定的裕量)，輸出電容采用瓷片電容。式 5 是計(jì)算恒定負(fù)載條件下， 滿足輸出最大允許紋波的最小輸出電容值。

因此，輸出電容選擇 10uF 瓷片電容。瓷片電容的 ESR 一般在 2mohm 左右，此應(yīng)用中電容 ESR 對(duì)輸出紋波電壓的影響可以忽略不計(jì)。在實(shí)際線路中，為了降低輸入低頻紋波對(duì)輸出的影響，輸出 電容在 10uF 瓷片電容的基礎(chǔ)上，還并了一個(gè) 330uF 的電解電容。

3.3 Cr, Rr 選擇

當(dāng) Cr*Rr=L/DCR 時(shí)，注入的紋波等于電感 DCR 產(chǎn)生的紋波。當(dāng) Cr*Rr>L/DCR 時(shí)，注入的紋波 小于電感 DCR 產(chǎn)生的紋波。反之，當(dāng) Cr*RrL/DCR 時(shí)，注入紋波大于 DCR 產(chǎn)生的紋波。

電感 DCR 產(chǎn)生的紋波，可以由式 6 得到：

需要注入最小紋波為 25mV，則

需要滿足 COT 模式，環(huán)路穩(wěn)定的判據(jù)：

則 Cr 選 3300pF，Rr≤137kohm。此處，Rr 實(shí)際選擇為 100kohm。

3.4 Cac 選擇

Cac 是為了除去 Cr 上的直流電平。從實(shí)驗(yàn)上看，Cac 不能太大，Cac 過(guò)大，輸出電壓的線性調(diào)整 率會(huì)變差。同時(shí)，當(dāng)輸入電壓有低頻波動(dòng)時(shí)，輸出電壓上也會(huì)產(chǎn)生類似的低頻波動(dòng)，導(dǎo)致輸出電壓 紋波過(guò)大。根據(jù) COT 模式，環(huán)路穩(wěn)定的判據(jù)，可得：

因此，Cac 選擇為 470pF。