數(shù)控穩(wěn)壓電源旺旺洛小年參考buck pcm

1、 2009 BUCK ? ? 20V ? 12V/4A ? Vin2030VDCVout12VDCVripple125mVp-pVoutdrop250mV ( Iout 200 mA to 3A in 1 s )I out ,max4AFSW100kHzVout 12 .0430DminVin,maxVout 12 020DmaxVin,min50%u L didt(Vin,max Vout ) TonL Iout,max =10%L (30 12) 4 180 H 0.1 42I II= 4+0.054 = 4.2Apeakout,maxout ,max100mV100mV4.2AR 100

2、m 23.8m100 m4sense4.23A1 s250mVI out 200mAi C dudt.I. jCU .IC .jCU Ioutf c2CVoutoutIoutVc10kHzfc Vout 250m 89mZcI.28out1/3RubyconZL16VC 330 FI 760m A TA 105 CsR ESR 72m TA 20 ClowR ESRESR 220m TA 10 Clow11= 48m 2fc Cout6.28 10k 33021R2esr 722 482 86m Zc 2fcCout RubyconZL16VC 1000 FI 1820m A TA 105 C

3、sR ESR 23m TA 20 ClowRESR 69m TA 10 C10kHzhigh21R2esr 232 162 28 m Zc 2fcCout 11= 16m 2fc Cout6.28 10k 100011f 2.3 kHzESR,low2RC6.28 69m 1mESR,low out11f 6.9 kHzESR,high2RC6.28 23m 1mESR,high outXBP1INOUTR11442C11mFV1A11 Vpk 1kHz 03KR223m160 V/V0 V 0 V0簡(jiǎn)單模型下圖為Basso 的電流型功率級(jí)模型，功率級(jí)傳遞函數(shù)波特圖XBP1R1 0 INOUT

4、100kdcU1L1R71a4 12 c180uH8mctrl13CMR2 23mRload 4Vin 20 V3C11mF0C3XBP2R3 38k51pF 7 C2R5 145INOUT360kU31nFLOLR6921kH6100m8COL1kFR4 10kAMPSIMP2Vref2.5 VV301 Vpk 1kHz 00下圖對(duì)系統(tǒng)的伯特圖仿真（紅線為功率級(jí)傳遞函數(shù)，蘭線為系統(tǒng)開(kāi)環(huán)伯特圖）pdc斜波補(bǔ)償設(shè)計(jì)1、估算電感上升斜率 Vin Vout 8 44.4mA / us180uSonL2、在采樣電阻上的映射電壓 0.0444 100m 4.44mV / s (由于電感飽和，實(shí)際見(jiàn)下圖

5、8.8mV/us)Son Ssense1 Son Rsense3、估算電感下降斜率 Vout 12 0.067 A / usSoffL180u4、在采樣電阻上的映射電壓 0.067 100m 6.7mV / s (由于電感飽和，實(shí)際見(jiàn)下圖 15mV/us)Soff Ssense 2 Soff RsenseSoff 5、應(yīng)用補(bǔ)償大于斜率，可表示為 Se 7.5mV / us(7500V / s)2次諧波不穩(wěn)定的分析占空比小于 50%時(shí)，誤差電流IL (0) 在經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期后會(huì)自動(dòng)消失占空比大于 50%時(shí)，誤差電流I L (0) 會(huì)在一個(gè)周期內(nèi)立即被放大，由此而產(chǎn)生頻率為 1/2 開(kāi)關(guān)頻率的振蕩，

6、這被稱(chēng)之為“次諧波振蕩”。由上面兩圖可以總結(jié)出：如果下降斜率小于上升斜率（即占空比小于 50%時(shí)），誤差信號(hào)將被消減；如果下降斜率大于上升斜率（即占空比小于 50%時(shí)），誤差信號(hào)將被放大。所以斜波補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)思路是：補(bǔ)償后的電感電流，下降斜率要小于上升斜率。設(shè) Ssense1 為采樣電阻上的上升斜率， Ssense 2 為采樣電阻上的為下降斜率， Sramp 為補(bǔ)償斜率則 SCS1 為補(bǔ)償后的上升斜率， SCS 2 為補(bǔ)償后的下降斜率導(dǎo)通時(shí)刻，補(bǔ)償后的電壓為SCS1t Ssense1t Srampt所以SCS1 Ssense1 SrampSCS 2t Ssense 2t SramptSCS

7、2 Ssense 2 SrampSCS1 SCS 2,(50%)6mV/usUC38422VCSVramp 0RrampVCS Vsense1Rramp RcurrentVsense 0RcurrentV V2CSrampRRrampcurrentRrampRcurrentV V+VCSsenserampRRRRrampcurrentrampcurrentRrampRV current = VsenserampRRRrampcurrent rampRrampR S current SSCSsenserampRRRrampcurrentrampRrampSrampRcurrent Rcurren

8、t M S Rk SR, krampr offrampcurrent1RRRM SRrampcurrentrampr offrampSCS k (Ssense M r Soff)SCS k (Ssense k1Sramp )SCS1 k ( Ssense1k1 Sramp )SCS 2 k ( Ssense2k1 Sramp )Ssense1Sramp Ssense 2 Sramp2Sramp Ssense2 Ssense1 Ssense 2 Ssense1Sramp2100%Ssense1 0 Ssense2Sramp2Ssense 2 Soff 12mV / sSramp 250mV /

9、s2.5V10 sRcurrent 1kRcurrent SSsense 2rampR2rampR 2 current1RS 2 250 33.3k （實(shí)際取 20 k ）15ramprampSsense 2Rds=0 018Ohm Vgss=25V Vgs(th)=2-4VQ?L?L?FQA90N15 90A,150VVin+100uH180uHR? 38KR? 2R? 2R?JP?C?C?100KC?Rubycon ZLD?DSEI60-06AIfav=60A trr=60nsRubycon YXF0 22uFC?C?Rubycon YXF 220uF/50V1000uF/16VR?110

10、uF/50VC?10Header 20 1uFR? 10KR?Vin-0 1RD?C?C?T?1N4148變變變變變0 1uF1uFD? 1N4148Q? SB772RM6:Ae=37mm2 Tm=24T Ts=26TR?R? 1K+12 U?72VCCVFBC?3Trans Cupl10ISEN15pF6OUT VREFR?10K81C? 10nFR?CMPEN360K+12R? 10K45C?RT/CTGND51pF+12C?Q?UC3842PU?A LF3531R?0 1uFC?22N22221nFC?1uFR?R?10K131K20KR? 1KR?5 1K-12XBP1INOUT14U

11、7A 0 3 V2 12 V51R126 2 V138k110LM224AD1 Vpk 1kHz0C20C1 51pF R44 400k1nF8412A：輸入電壓 30V 電感電流B：輸入電壓 20V 電感電流輸入電壓 20V 階躍沖擊（1 通道電壓，2 通道電流）輸入電壓 30V 階躍沖擊（1 通道電壓，2 通道電流）輸入電壓為 20V 電感電流波形 (60mV/5us)輸入電壓為 30V 電感電流波形(80mV/4us)斜坡補(bǔ)償三極管b、e 極波形對(duì)比1 為采樣電流補(bǔ)償后的波形，2 為三極管e 極測(cè)試條件：Vin=30V，負(fù)載為 27Ohm測(cè)試條件：Vin=20V，負(fù)載為 27Ohm測(cè)試條

12、件：Vin=30V，負(fù)載為 4Ohm測(cè)試條件：Vin=20V，負(fù)載為 4Ohm變壓器驅(qū)動(dòng)電路C?T?變變變變變：0.1uFRM6:Ae=37mm2 Tm=24T Ts=26TR?Trans Cupl10電阻兩端電壓通道為 MOS 管 DS 波形通道為 MOS 管 GS 波形測(cè)試條件：變壓器通過(guò) 10 歐姆電阻接地測(cè)試條件：變壓器直接接地光耦驅(qū)動(dòng)電路Vgss=25V Vgs(th)=2-4VQ1FQA90N15 90A,150VL1L2Vin+100uHuHR17 38KR1 2R2 2JP2C13Rubycon ZLC3C8R4 10D1DSEI60-06AIfav=60A trr=60nsR

13、ubycon YXF 110uF/50V0 22uFC5C71000uF/16VRubycon YXF 220uF/50VHeader 2R18 10KR3Vin-0 1R+12V+12VQ2 D882R8+5VU31K81Q4 2N2222R11 735062+12V U1L78M05CV+5VR912Q3 SB7723R15 30012VINOUT GND1K54C4 47uF/16VC6 104C101026N137GNDU472VCCVFBGNDC915pF3GNDISEN6C14OUTR16R710K81VREFCMPEN10nF+15360K+15R14 4 10K5C15RT/C

14、TGND51pFJP1C1C11Q5UC3842P1231uFU2A LF3531R50 1uFC1222N2222R10R121nFC210K11uF31K20KR13 1K-15R65 1K-15光耦驅(qū)動(dòng)1 通道 3842 的輸出波形1 通道 3842 的輸出波形2 通道 6N137 的 6 腳波形（R9 兩端未并聯(lián)C10）2 通道 6N137 的 6 腳波形（R9 兩端并聯(lián)C10）改變 3842 的供電電壓，延遲時(shí)間比本不受影響84312GND123842Q4 Vce123842Q4 VceR9C10R9C10123842Q4 Vce123842Q4 VceC10101102C10104

15、102123842Q4 Vce123842Q4 VceR81KR8500R8500R8330123842Q412Q3 VecMOSQ3VecQ4VceVgs12Q3 VecMOS12MOSMOSVdsVgsVgs1MOSVds2 通道MOS 管，Vgs 波形（R4 并聯(lián) 1N4148）R4 兩端電壓波形R4 兩端電壓波形（并聯(lián) 1N4148）調(diào)試過(guò)程中遇到如下的不穩(wěn)定：1、電壓反饋環(huán)路引起的不穩(wěn)定；2、占空比大于 50%，引起的次諧波振蕩；3、驅(qū)動(dòng)電路在反饋電壓環(huán)太近引起的不穩(wěn)定；4、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)不良引起的不穩(wěn)定；5、現(xiàn)象描述：負(fù)載 27 歐姆時(shí)，電感有聲音驅(qū)動(dòng)波形較亂，占空比變動(dòng)幅度大，負(fù)載

16、 4 歐姆時(shí)，聲音消失；測(cè)試電流振蕩頻率為 100Hz給控制電路輔助電源-15V 對(duì)地加 10nF 退耦電容，聲音變小但不能消除；對(duì)-15V，+15V 加 680nF退耦電容，聲音變小仍不能消除解決辦法：輔助電源做調(diào)整，將功率輸入電源與驅(qū)動(dòng)電源來(lái)源于一個(gè)線性電源供電，將 UC3842，與 LF353 的15V 電源，采用一個(gè)線性電源供電，聲音消失，去掉上面的退耦電容，依舊沒(méi)有聲音，驅(qū)動(dòng)波形穩(wěn)定，占空比在小范圍內(nèi)變化。（后續(xù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電源輸入電壓（28V）波動(dòng)是影響不穩(wěn)定的主要因素，將一個(gè)較好的線性電源做電源的輸入問(wèn)題解決）負(fù)載階躍沖擊試驗(yàn)通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（V

17、in=32V，C=10nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸入電壓波形（Vin=32V，

18、C=1nF）電源啟動(dòng)過(guò)程（UC384X 芯片是否存在缺陷？）先給電源輸入 32V，再給UC3842 供電通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）通道電感電流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 腳波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）通道電感電流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 腳波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）先給UC3842 供電，再給電源輸入 32V通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）通道電感電流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 腳波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）通道電感電流波形 1A/100mV通道輸出電壓波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）通道電感電流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 腳波形（Vin=32V，負(fù)載 4 歐姆）問(wèn)題出在哪里？Vref 接 0.22uF 電容到地通道電感電流波形 1A/100mV通道UC3842 Vref 波形（先接 32V，后開(kāi) 3842）1 通道電感電流波形 1A/100mV2 通道UC3842Vref 波