PL5501模组 - 嘉立创EDA开源硬件平台

 PL5501模组技术参数

额定输入电压：24V

额定输出电流：10A

输出模式：四管升降压

控制方式：数字给定，模拟控制

一、PL5501模组技术路径

1、升降压实现    PL5501是宝砾微电子推出的一款同步4开关降压-升压控制器，能够将输出电压调节为高于或低于输入电压。PL5501可在3.6V至32V（最大36V）的宽输入电压范围内工作，支持各种应用；PL5501在降压，升压和降压-升压运行模式中采用恒定导通时间控制，以实现出色的负载和线路调节。 根据FREQ引脚和GND引脚之间的电阻值不同，可以将开关频率设置为150kHz，300kHz，600kHz或1200kHz。 该器件还具有可编程的软启动功能，并提供各种保护功能，包括逐周期电流限制，输入欠压锁定（UVLO），输出过压保护（OVP），输入过压保护，热关断和输出短路保护等；采用VADJ、IADJ引脚用于对输出VBUS电压和输出电流限制进行编程，提供电压控制回路、恒流回路、热调节回路、温度传感等功能。主拓扑采用 AON6144 MOS管，扁铜绕制电感，固态电容，以达到在较小的体积下实现较好的参数，并且将大电流下的温升控制在合理限度。

2、模拟控制    本设计采用检流电阻对输入输出的电流进行采样，实现对电流的闭环控制；输出电压采用 分压电阻+镜像恒流源 的组合，实现下分压电阻虚拟可调整，使得输出电压能够根据需要进行调节，占空比控制采用芯片内部调节器实现，控制部分为纯模拟模态。

3、数字给定    通过高精度DAC控制镜像恒流源的电压基准引脚，使得 分压电阻+镜像恒流源 调节组合的反馈电压发生变化，从而实现调压；单片机通过ADC在V2节点采集输出电压，经过与给定值进行比较，误差送入数字PID调节器，调节器输出控制DAC，实现输出电压数字给定，数字闭环；由于与给定比较的是固定分压节点V2，因此该结构具有极高的回读特性，使得负载调整率得到极大的优化。

二、测试结论

        在输入电压24V情况下，接入10A恒流负载，测试输出电压给定值为3.3V时，连续工作1h，无明显过热现象，采用三位半数字万用表6V电压档测试输出电压漂移时未测出输出漂移。采用100MHz带宽，1G/s采样率的数字示波器，测试通道设置为：交流耦合、X1、20MHz带宽限制、20mV/div的情况下，测得电源纹波小于20mVpp。

图1  模组的输出纹波

图2  开关管波形

图3  静态功耗