基于控制器LM2727的高速同步降压开关稳压器设计

摘要：LM2727是一种低输出电压N沟道MOSFET高速同步降压开关稳压器控制器，它可以从2.2V~16V的输入得到0.7A~20A、低至0.6V的输出和95%的效率。文中介绍了LM2727的结构、特点及其组成的降压稳压器设计。

关键词：LM2727 同步降压 开关稳压器 设计

1、引言

LM2727是美国国家半导体（NS）公司为应用于有线调制解调器、机顶盒/家庭网关、DDR内核电源和高效率分布式电源而设计的一种N沟道功率MOSFET同步降压高速开关型稳压器控制IC。LM2727输入电压范围为2.2~16V，输出电压可调低到0.6V，负载电流从0.7A到20A，效率高达95%，开关频率利用单个电阻在50kHz~2MHz范围内可调节，并且提供电流限制、输出欠电压和过电压保护及电源好（Power Good, PG）标志。

2、LM2727的结构及其特点

LM2727芯片集成了振荡器、PWM比较器、反馈误差放大器、同步驱动逻辑、MOSFET高/低端栅极驱动器及电流限制、软启动、输入欠压锁定（UVLO）、输出欠电压与过电压保护（UVP/OVP）及电源好标志等电路，其内部结构框图如图1所示。

LM2727采用14引脚塑料TSSOP封装，引脚排列如图2所示。

LM2727各引脚功能见表1。

表1 LM2727引脚功能

LM2727的主要特点是：（1）输出电压可由电阻分压器设置，最低可调至0.6V；（2）电流限制无需传感电阻；（3）开关频率、软启动时间、电流限制电平等可编程；（4）提供输出UVP/OVP锁断、电源好标志和IC逻辑关闭，当输出电压降至正常值70%以下或高于118%时，IC则锁断。

3、基于LM2727的DC-DC降压稳压器原理与设计

由控制器LM2727的DC-DC开关型降压稳压器电路如图3所示。该电源电路的技术要求是：

输入电压Vin=5V；

输出电压Vo=1.2V；

输出电流Io=10A；

开关频率fsw=300kHz；

效率η=85%。

根据这些性能要求，设计程序和方法如下所述。

3.1 输入电容器选择

输入电容器Cin1,2用作抑制输入电流纹波。输入有效值电流纹波Irms-rip由输出电流Io和开关占空比D确定，计算公式为