LM2717-ADJ双降压式DC-DC转换器设计方案

1. 引言

双降压式DC-DC转换器是一种常见的电源管理电路，广泛应用于需要高效能、电压稳定的设备中，例如移动设备、通信设备、工业控制系统等。LM2717-ADJ是由德州仪器（TI）推出的一款适用于多种应用场合的双降压式DC-DC转换器，支持动态电压调整，具有优异的效率和小尺寸的特点。本文将从设计角度详细介绍LM2717-ADJ双降压式DC-DC转换器的方案，包括主控芯片的选择、功能、工作原理、设计中的作用以及实际应用。

2. LM2717-ADJ概述

LM2717-ADJ是一款集成度高、双输出、可调电压的降压式DC-DC转换器。它支持输入电压范围为3.0V至18V，输出电压可以调节至1.22V至12V。该芯片采用了高效的PWM控制模式，适用于需要低功耗和高稳定性输出的场景。LM2717-ADJ具有多个特性，如过载保护、短路保护、过热保护等，使其在实际应用中更加可靠。

3. 主控芯片选择

在双降压式DC-DC转换器的设计中，主控芯片的选择至关重要。LM2717-ADJ作为主控芯片时，能够提供高效率的电源转换和稳定的输出。以下是关于该芯片的一些详细信息：

3.1 LM2717-ADJ的型号

• LM2717-ADJ：这是该系列中最常用的型号，支持双输出，输出电压可以通过外部电阻进行调节。它的工作频率为1.5MHz，具有较小的外形和高效率，适合用于低功耗设备中。

3.2 LM2717系列其他型号

• LM2717-5.0：这是固定输出为5V的版本，适合于需要稳定5V电源的设备。

• LM2717-3.3：该版本固定输出电压为3.3V，适用于需要3.3V电压的场合，如某些微控制器的供电。

• LM2717-12：具有固定12V输出的型号，适用于需要较高电压稳定性的场景。

4. LM2717-ADJ在设计中的作用

LM2717-ADJ作为主控芯片，起到了核心控制作用。在整个DC-DC转换器的工作中，它负责控制输入电压的转换过程，输出稳定的电压，并提供保护机制。以下是该芯片在设计中所扮演的几个重要角色：

4.1 电源管理

LM2717-ADJ通过PWM控制模式调节电压，实现对输入电压的有效管理。它能够将较高的输入电压转换为多个稳定的输出电压，以满足不同电路的需求。通过外部设置的电阻，用户可以根据需要调整输出电压，从而为负载提供稳定的电压供应。

4.2 输出电压调节

LM2717-ADJ的一个显著特点是支持可调输出电压。通过调整外部电阻，它能够在1.22V至12V之间提供稳定的输出电压。这使得LM2717-ADJ非常适用于多种需要不同电压供电的设备，特别是在电子原型设计和小型化设备中，具有很大的灵活性。

4.3 高效能转换

LM2717-ADJ采用高效的PWM控制技术，可以使得转换效率高达90%以上。这意味着较少的功率损耗和较低的热量产生，适合需要长时间工作的低功耗设备。它特别适合于移动设备和便携式电子产品。

4.4 保护功能

LM2717-ADJ内建多种保护功能，包括过载保护、短路保护和过热保护等。这些保护功能确保了芯片在异常情况下的稳定运行，避免了过电流或过电压损坏系统。这对于复杂的电路设计来说，是一个重要的保障，能够有效提高系统的可靠性。

5. LM2717-ADJ工作原理

LM2717-ADJ工作在降压模式，即将输入的高电压转化为较低的输出电压。其基本工作原理如下：

5.1 输入电压

LM2717-ADJ的输入电压范围为3.0V至18V。它首先接收到外部输入电压，该电压通常来自于电池或外部电源。

5.2 升压转换

LM2717-ADJ内部集成了一个PWM控制器，利用开关管、二极管和电感等元件，通过控制开关管的导通和断开，将输入电压转换为较低的输出电压。在此过程中，开关管的工作频率通常为1.5MHz，以提高效率并减少外部元件的体积。

5.3 输出电压

输出电压由外部的反馈电阻设置，LM2717-ADJ根据反馈信号调节输出电压，确保其保持在预定范围内。通过调整电阻值，可以在一定范围内选择所需的输出电压。

5.4 保护机制

当出现过电流、过电压或过温度时，LM2717-ADJ会启动相应的保护机制。例如，过电流保护会自动限制输出电流，防止系统损坏；过热保护会通过关闭输出或降低工作频率来避免芯片因过热而损坏。

6. 设计中的重要考虑因素

在设计LM2717-ADJ双降压式DC-DC转换器时，以下几个方面是需要特别考虑的：

6.1 输入电源选择

LM2717-ADJ的输入电压范围广泛，但输入电源的选择依然影响转换效率和稳定性。在选择输入电源时，应确保其输出电压在LM2717-ADJ的工作范围内，避免过压或欠压情况的发生。

6.2 外部元件选择

LM2717-ADJ的外部电感、电容和电阻的选择对系统的性能有着重要影响。例如，电感的选择会影响转换效率和电流波动，电容则影响输出电压的稳定性。选择合适的元件参数能够显著提高整个转换器的性能。

6.3 热管理

虽然LM2717-ADJ本身具有过热保护功能，但在高功率应用中，仍然需要考虑适当的散热设计。合理的布局和合适的散热元件可以有效降低温升，避免芯片过热。

7. 实际应用

LM2717-ADJ广泛应用于需要双输出电压的设备中，如嵌入式系统、无线通信设备、手持设备、工业控制系统等。例如，在移动设备中，它可以为不同模块（如处理器、显示器、传感器等）提供独立的稳定电压，保证系统的正常运行。

8. 总结

LM2717-ADJ双降压式DC-DC转换器以其高效、可靠、灵活的特点，在多种应用场景中得到了广泛的应用。通过合理的主控芯片选择和精心的设计，LM2717-ADJ能够为设备提供稳定的电源供应，同时具备多种保护功能，确保系统的长期稳定运行。通过优化设计，结合适当的外部元件，可以最大限度地发挥LM2717-ADJ的优势，满足不同应用的需求。