- 智能电表：采用LM5017实现 1‰纹波输出

　　需要注入最小纹波为 25mV，则

　　

　　需要满足 COT 模式，环路稳定的判据：

　　

　　则 Cr 选 3300pF，Rr≤137kohm。此处，Rr 实际选择为 100kohm。

　　3.4 Cac 选择

　　Cac 是为了除去 Cr 上的直流电平。从实验上看，Cac 不能太大，Cac 过大，输出电压的线性调整 率会变差。同时，当输入电压有低频波动时，输出电压上也会产生类似的低频波动，导致输出电压 纹波过大。根据 COT 模式，环路稳定的判据，可得：

　　

　　因此，Cac 选择为 470pF。

　　

　　图 3. 最小输出纹波的纹波注入电路

　　增加纹波注入电路之后，COT 模式环路稳定判定条件如下［1］：

　　

　　在实际电表应用中，整流桥之后的输出存在较大的低频交流纹波，其对输出纹波的影响非常大， 需要选择合适的纹波注入参数。

　　4 实验验证

　　实验线路是按图 4 的参数，在 LM5017 的 EVM 板进行修改。 在实际电表应用中，整流桥之后的输出电压存在低频交流纹波。恶劣情况下，DC-DC 变换器的输入电压低频交流纹波峰-峰值可能达到 0.8V 左右。在实验中我们采用直流电源的 VRAMP 功能，在直流电平上产生一个交流三角波，来模拟实际电表中出现的情况。

　　

　　图 4. LM5017 原理图（12V@400mA）

　　从实验上看，Cac（C3）与 Rr（R1）值的大小，对输出低频交流纹波有较大的影响。Cac 越大时，输 出低频纹波越大。Rr 值越小，输出低频纹波越大。

　　图 5~图 8 的测试条件为：输入电压 21V（交流分量的峰峰值为 0.8V），输出为 12V@400mA。如图 5、图 6 所示，当 Cac 为 0.1uF、10nF 时，输出纹波的峰峰值（含低低频分量）为 21.2mV、

　　20.4 mV。在相同的外围参数的情况下，将 Cac 改为 470pF，如图 7 所示，输出纹波的峰峰值降为

　　10.8mV。

　　如图 8 所示，与图 7 相比，Rr 降为 49.9kohm，其输出纹波的峰峰值增大到 14.4mV。

　　

　　图 5. Cac 为 0.1uF 时，输入、输出电压纹波（400mA 输出，Rr 为 100kohm，Cr 为 3300pF）

　　

　　图 6. Cac 为 10nF 时，输入、输出电压纹波（400mA 输出，Rr 为 100kohm，Cr 为 3300pF）

　　

　　图 7. Cac 为 470pF 时，输入、输出电压纹波（400mA 输出，Rr 为 100kohm，Cr 为 3300pF）

　　

　　图 8. Rr 为 49.9kohm 时，输入、输出电压纹波（400mA 输出，Cac 为 470pF，Cr 为 3300pF）

　　

　　图 9. 不同 Cac 的输入线性调整率（400mA 输出，Rr 为 100kohm，Cr 为 3300pF）

　　图 9 是在不同 Cac 时的输入线性调整率比较，其测试条件为：输入电压是直流电压，输出电流为400mA，Rr 为 100koh，Cr 为 3300pF。从图中可看出 Cac 越小，输出电压的线性调整率越好。