這次的buck電源模塊除了播放器有點強勢之外,其他的都是蠻好的,講解的也很仔細,很透徹。
首先介紹一下buck電路,DC-DC降壓斬波電路.該電路是由開關(guān)器件,電感,續(xù)流二極管主要器件組成,其原理圖如圖所示:
理論的東西也就不多說什么了,直接上一些這次的測試結(jié)果。
電路圖如圖所示:
這個buck電路采用的PWM控制器是TL494,當然,這就免不了來一個數(shù)據(jù)手冊參考了。
TL494TL494是一款固定頻率的脈寬調(diào)制控制電路主要設(shè)計用于開關(guān)電源控制。完整的脈寬調(diào)制控制電路, 具有主或從操作的片內(nèi)振蕩器, 片上誤差放大器兩個,片上5.0 V基準電壓參考, 可調(diào)節(jié)的死區(qū)時間控制,單端或雙端操作的輸出控制, 欠壓鎖定。
TL494的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示:(其中振蕩器頻率計算由datesheet給出)
附一張數(shù)據(jù)手冊中的參考電路,其中的模塊功能已標出:
由于個人的不良習(xí)慣,有一些參數(shù)沒有測好,隨后會補上。剛拿到板子后就全部直接焊接上了,不過板子也沒有出現(xiàn)什么問題。也就僅僅是僥幸,當出現(xiàn)什么問題時,最開始的就是迷茫,無從下手的感覺。然而,當你從一開始就邊焊接邊測試,不僅僅容易解決問題,而且能夠讓你的思路一清二楚,對于學(xué)習(xí)認識每個部分的功能也有很大的作用。
由于TL494采用的單端輸出,無軟啟動,此時8腳 和11腳并聯(lián)起來使用,以達到高的輸出電流,此時輸出控制管腳必須連接到地來禁止雙穩(wěn)觸發(fā)。此時輸出頻率等于振蕩器頻率
下面是測試部分:首先輸入電壓是12V,輸出電壓為5V,額定電流為1.3A,公式不好寫,我就直接截圖了嘻嘻。
首先測試的是振蕩電路(鋸齒波的產(chǎn)生)
電阻R9=4.7KΩ,C2=102
其振蕩頻率為f-1.1/(R9*C2)=23.4KHZ,測試波形如圖所示
頻率相差不大。實測頻率為25.49KHZ,峰值電壓為2.92V
死區(qū)控制比較器包含有效的 120mV 輸入偏置能把最小輸出死區(qū)時間控制在鋸齒波前 4%的周期
左右。這樣的結(jié)果是在輸出控制接地的時候,輸出最大占空比為 96%
振蕩頻率準確后,測試開關(guān)管集電極電壓,輸出波形PWM波
前期的開環(huán)測試后面附上,現(xiàn)在的圖為閉環(huán)后PWM波形,占空比為45%,計算占空比為5.04/12.2=41%
放大波形后會發(fā)現(xiàn),會有微小的尖峰電壓。其原因是因為開關(guān)導(dǎo)通瞬間,電源電壓加到電感,由于電感的分布電容,產(chǎn)生了一個高頻LC振蕩,因此產(chǎn)生了一個短暫的過沖,因為接上了續(xù)流二極管和濾波電容,其尖峰電壓已經(jīng)大幅度減小。
下面測試的是基準電壓,14腳位置,其輸出波形如圖所示,電壓值為5V,調(diào)節(jié)輸入電壓時,保持穩(wěn)定不變。
中間有幾步未加續(xù)流二極管和濾波電容的測試,后續(xù)補上,不過功率相對過大,需使用相應(yīng)負載進行測試,不然很容易燒毀電路。
下圖為接LED負載的輸出波形及實物圖測試,紋波電壓很小,120MV。
開始部分過流保護電流采樣參考電壓波形及輸出電壓采樣波形如圖。
當電流達到1.3A時,電路過流保護,燈滅。
下圖是負載能力測試
輸入功率P1=12.2*0.75=9.15W
輸出功率P2=5.04*1.1465=5.78W
效率n=5.78/9.15=63%
效率不算高,由于這個BUCK使用的是三極管,相對MOS管來說,損耗更多,但是對于小功率電路來說,自身自身消耗功率占比相對較高,也是差不多了。
下圖是負載能力測試,滿負載電流定為1A
輸入功率P1=12.2*0.66=8.05W
輸出功率P2=5.04*1.0026=5.05W
效率n=5.05/8.05=63%
效率太低了,由于這個BucK使用的是TIP32APNP型三極管(他的BOM表里竟然沒給,是為了美觀嗎?哈哈哈哈哈),相對MOS管來說,損耗更多,滿載之后加了散熱片都很燙手,但是對于小功率電路來說,自身自身消耗功率占比相對較高,也是差不多了。