• 124
    回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

UC3842制作的非常规的开关电源(电源界CBD-A109)

                     UC3842制作的非常规的开关电源(电源界CBD-A109)

如题目所说,UC3842制作的非常规的开关电源。也许你会说,为什么要用和大众不同的电路,我只能说我只是一个大三的学生,也不是为了工作,工作单位大二就已经签了,不是电子方面的。纯粹是为了学习。不是为了经济利益,也没有考虑制作的成本,完全是个人爱好,为了学习!制作的过程很复杂,也已经制作了很长的时间。在制作的过程中没有实时地记录和总结,一方面是因为当时太偏向于制作和调试电路,但另一方面却反映了缺乏经验!

因为在论坛里看到了CBD】我的电源学习之路这个帖子,看到了帖子里的群友之间的相互帮助的情况,就抱着试一试的心态,加了这个qq群。果然,良好的讨论氛围给我很大的帮助。非常感谢大家的积极帮助,积极的、热心的相互帮助的精神也是会传的。

回归正题,在制作的过程中经历了几个过程,电路的结构也改变了几次。总之,一步步地就是这样进步的。先来一个总体的概述吧。然后再较为详细地叙述制作的过程。

第一个版本:V1.0版本(在最开始的电路中没有三极管的部分,因为把控制逻辑弄反了,在调试的时候就加上了。这个板子的编号是101301200918   UC3842电源板,协会内部的命名方法)

 

第二个版本:V1.1版本。(这个电路只是画了原理图,没有实际制作PCB。因为电路结构变得复杂多了。)

 

根据电源BCD群里,深圳-范工花费了很长的时间,给出了下面的电路结构,然后制作了下面的版本。

第三个版本:V2.1版本。(编号时也烦了迷糊,没有编号V2.0,直接就变成2.1了。101301242052(UC3842开关电源V2.1)

 

第四个版本:V2.2版本。(这个也是到目前为止最新的版本了。101302012234 (3842开关电源V2.2)

 

今天就先写到这里吧。马上就要回宿舍睡觉了。再次感谢所有的群友。本来还想着把总结的帖子发在哪里呢?我大多都在21和我所在的协会的论坛发帖子,但是想到群友的热心帮助,心理总是有种应该帮助其他人的心理,以前也答应过群友们,要写总结性的帖子,让大家看看。今天就先到这里吧。我只是新手一个,谢谢批评与指导。

全部回复(124)
正序查看
倒序查看
老梁头
LV.10
2
2013-02-19 10:29
谢谢分享···
0
回复
2013-02-19 10:50
你的第一、二个图像是做BUCK电路  但第三、四个电路是什么电路  我就没有看明白了 
0
回复
weiwst
LV.4
4
2013-02-19 11:27
@源来是你
你的第一、二个图像是做BUCK电路 但第三、四个电路是什么电路 我就没有看明白了 
还没有写完,所以说是非常规的啊. 总结要耐心,我也许会写的很详细,要沉着住心啊。
0
回复
lixz
LV.5
5
2013-02-19 12:16
@weiwst
还没有写完,所以说是非常规的啊.总结要耐心,我也许会写的很详细,要沉着住心啊。[图片]
我在負輸出變換器里見過類似的用法~ 支持純粹技術研究
0
回复
zucc508
LV.5
6
2013-02-19 12:42
@源来是你
你的第一、二个图像是做BUCK电路 但第三、四个电路是什么电路 我就没有看明白了 

都是BUCK电路

0
回复
xad74
LV.1
7
2013-02-19 13:09
@zucc508
都是BUCK电路
3、4怎么工作,还是LZ画错了
0
回复
2013-02-19 13:20
@weiwst
还没有写完,所以说是非常规的啊.总结要耐心,我也许会写的很详细,要沉着住心啊。[图片]
哦  这样啊 期待中……
0
回复
2013-02-19 13:26
目前还没有看出什么特别的地方,等待继续更新说明。。。
0
回复
weiwst
LV.4
10
2013-02-19 14:15

在这里我不得不提,如果制作一个电路,事前的电路仿真还是很有必要的。可以看看这个帖子里的介绍:【讨论】哪款电路分析仿真软件,你最中意?    里面的总结性的说明,也再一次的说明了我的问题。如果提前仿真,那么将节约多少时间,还有制作的成本啊?

帖子里 yuzixuan给出的:

一个电子电路的设计过程


没有仿真时,就要人工验证,过程是这样的


有仿真时,不但弥补了上述的不足,还增加了额外的功能


可惜这些都是只有经历过才会有所感悟,平时也看过。也知道电路仿真有些用处,但没有亲身经历都是不吸取教训!

现在就详细地总结一下试验的过程吧。

第一个版本的试验过程:

第一版V1.0的原理图如图所示:(用的是PMOS管,18V的稳压二极管防止GS过压损坏!)


上图中已经说明了一些设计信息,这个电路结构是仿照LM2596的电路结构设计的BUCK电路。只贴出来在寒假开始的前几天制作的小电路,原理图就不上传了,都是常用的电路,网上很多电路,LM2596芯片的PDF中就有。现在看来我以前画的这个电路的布局也许也不是太好!嘿嘿,都是要吃亏才有长进!(这些电路都这是自己制作着玩,然后就沉睡在硬盘里了,希望有一天性能指标可以登上大雅之堂!O(∩_∩)O~)

 

虽说在设计与制作电路之前,也很仔细地阅读了UC3842的芯片资料,但是还是有很多没有考虑的地方。

上传这个电路的当初的设计思路和需要考虑的问题(应该有一些帮助,有些内容写的还可以):UC3842开关电源的设计思路(weiwst) 

这个V1.0的电路,上面已经说过了,在最开始的电路中没有三极管的部分,因为把控制逻辑弄反了,在调试的时候就加上了。这个电路总结起来有这么几个问题:

1.主要的MOS管的驱动波形就不是很好,驱动波形:(高电平不导通,低电平MOS管导通。)

 

2.当然输出的波形也不好,电源直接变成了信号发生器了。如图:

 

3.最后经过群里范工的指点,电流环放最后不合适,因为经过电容滤波后,基本就没什么电流纹波了。把电流取样电阻放在电容的前面,这一点以前考虑过,不过没有重视。。听群友指点后才试验这个因素的影响。

改进后是这个因素后,回想起来也在电源网见过类似的帖子。帖子是“用UC3842作的DC/DC变换器(有详图)”开拓者1写的。具体的网址没有留下,保留了网页。内容如下:uc3842可以控制一切的单端变换器,包括反激,正激,BUCK,和BUCK-BOOST,这些我都用3842作过.3842是峰值电流关断控制的,所以在其三脚一定要检测出钜齿波电压来,用电流环和电压环双控制,有些朋友说,可以把电流控制变成电压控制,这是不可能的,因为电压控制和电流控制的IC其内部结构根本就是不一样的,电压型的是直接用误差放大器的输出电压和钜齿波电压比较,而电流控制型是用电流检测电压和误差放大器输出电压比较后来控制脉宽的,其是固定脉冲开启,峰值电流关断的.因此用3842作电源,就一定要有这个钜齿波的电流,并且用其3脚来检测这个电流,如果不检测,我想,3842是不能正常工作的,起码不会很好的工作.

V1.0版本的实际电路:

 

 

经过调试后,就变得面目全非了。

 

也试验过是不是芯片的问题,没有直插的了,就用sop-8的3842芯片代替了。

 

总结起来,在电脑硬盘里翻各种资料,翻看qq历史记录,但是图片不知什么时候已经删除了,没办法。先编辑这么多,总结清晰。希望大家可以看明白。

0
回复
lixz
LV.5
11
2013-02-19 20:11
@weiwst
在这里我不得不提,如果制作一个电路,事前的电路仿真还是很有必要的。可以看看这个帖子里的介绍:【讨论】哪款电路分析仿真软件,你最中意?    里面的总结性的说明,也再一次的说明了我的问题。如果提前仿真,那么将节约多少时间,还有制作的成本啊?帖子里 yuzixuan给出的:一个电子电路的设计过程[图片]没有仿真时,就要人工验证,过程是这样的[图片]有仿真时,不但弥补了上述的不足,还增加了额外的功能[图片]可惜这些都是只有经历过才会有所感悟,平时也看过。也知道电路仿真有些用处,但没有亲身经历都是不吸取教训!现在就详细地总结一下试验的过程吧。第一个版本的试验过程:第一版V1.0的原理图如图所示:(用的是PMOS管,18V的稳压二极管防止GS过压损坏!)[图片]上图中已经说明了一些设计信息,这个电路结构是仿照LM2596的电路结构设计的BUCK电路。只贴出来在寒假开始的前几天制作的小电路,原理图就不上传了,都是常用的电路,网上很多电路,LM2596芯片的PDF中就有。现在看来我以前画的这个电路的布局也许也不是太好!嘿嘿,都是要吃亏才有长进!(这些电路都这是自己制作着玩,然后就沉睡在硬盘里了,希望有一天性能指标可以登上大雅之堂!O(∩_∩)O~)[图片] 虽说在设计与制作电路之前,也很仔细地阅读了UC3842的芯片资料,但是还是有很多没有考虑的地方。上传这个电路的当初的设计思路和需要考虑的问题(应该有一些帮助,有些内容写的还可以):[图片]UC3842开关电源的设计思路(weiwst) 这个V1.0的电路,上面已经说过了,在最开始的电路中没有三极管的部分,因为把控制逻辑弄反了,在调试的时候就加上了。这个电路总结起来有这么几个问题:1.主要的MOS管的驱动波形就不是很好,驱动波形:(高电平不导通,低电平MOS管导通。)[图片] 2.当然输出的波形也不好,电源直接变成了信号发生器了。如图:[图片] 3.最后经过群里范工的指点,电流环放最后不合适,因为经过电容滤波后,基本就没什么电流纹波了。把电流取样电阻放在电容的前面,这一点以前考虑过,不过没有重视。。听群友指点后才试验这个因素的影响。改进后是这个因素后,回想起来也在电源网见过类似的帖子。帖子是“用UC3842作的DC/DC变换器(有详图)”开拓者1写的。具体的网址没有留下,保留了网页。内容如下:uc3842可以控制一切的单端变换器,包括反激,正激,BUCK,和BUCK-BOOST,这些我都用3842作过.3842是峰值电流关断控制的,所以在其三脚一定要检测出钜齿波电压来,用电流环和电压环双控制,有些朋友说,可以把电流控制变成电压控制,这是不可能的,因为电压控制和电流控制的IC其内部结构根本就是不一样的,电压型的是直接用误差放大器的输出电压和钜齿波电压比较,而电流控制型是用电流检测电压和误差放大器输出电压比较后来控制脉宽的,其是固定脉冲开启,峰值电流关断的.因此用3842作电源,就一定要有这个钜齿波的电流,并且用其3脚来检测这个电流,如果不检测,我想,3842是不能正常工作的,起码不会很好的工作.V1.0版本的实际电路:[图片] [图片] 经过调试后,就变得面目全非了。[图片] 也试验过是不是芯片的问题,没有直插的了,就用sop-8的3842芯片代替了。[图片] 总结起来,在电脑硬盘里翻各种资料,翻看qq历史记录,但是图片不知什么时候已经删除了,没办法。先编辑这么多,总结清晰。希望大家可以看明白。

提一個個人的不同觀點...

實際的去深入去了解比坐在計算機仿真要重要的多.因為現實世界是十分復雜的.

雖然實踐比坐在電腦前累得多,但一旦能從根本上認知懂得一切,將是無比輕松.并能從中懂得更多的技巧.

很多時候我覺得,依賴仿真軟件容易讓自己變笨...

0
回复
天堂水
LV.5
12
2013-02-19 21:22
@weiwst
在这里我不得不提,如果制作一个电路,事前的电路仿真还是很有必要的。可以看看这个帖子里的介绍:【讨论】哪款电路分析仿真软件,你最中意?    里面的总结性的说明,也再一次的说明了我的问题。如果提前仿真,那么将节约多少时间,还有制作的成本啊?帖子里 yuzixuan给出的:一个电子电路的设计过程[图片]没有仿真时,就要人工验证,过程是这样的[图片]有仿真时,不但弥补了上述的不足,还增加了额外的功能[图片]可惜这些都是只有经历过才会有所感悟,平时也看过。也知道电路仿真有些用处,但没有亲身经历都是不吸取教训!现在就详细地总结一下试验的过程吧。第一个版本的试验过程:第一版V1.0的原理图如图所示:(用的是PMOS管,18V的稳压二极管防止GS过压损坏!)[图片]上图中已经说明了一些设计信息,这个电路结构是仿照LM2596的电路结构设计的BUCK电路。只贴出来在寒假开始的前几天制作的小电路,原理图就不上传了,都是常用的电路,网上很多电路,LM2596芯片的PDF中就有。现在看来我以前画的这个电路的布局也许也不是太好!嘿嘿,都是要吃亏才有长进!(这些电路都这是自己制作着玩,然后就沉睡在硬盘里了,希望有一天性能指标可以登上大雅之堂!O(∩_∩)O~)[图片] 虽说在设计与制作电路之前,也很仔细地阅读了UC3842的芯片资料,但是还是有很多没有考虑的地方。上传这个电路的当初的设计思路和需要考虑的问题(应该有一些帮助,有些内容写的还可以):[图片]UC3842开关电源的设计思路(weiwst) 这个V1.0的电路,上面已经说过了,在最开始的电路中没有三极管的部分,因为把控制逻辑弄反了,在调试的时候就加上了。这个电路总结起来有这么几个问题:1.主要的MOS管的驱动波形就不是很好,驱动波形:(高电平不导通,低电平MOS管导通。)[图片] 2.当然输出的波形也不好,电源直接变成了信号发生器了。如图:[图片] 3.最后经过群里范工的指点,电流环放最后不合适,因为经过电容滤波后,基本就没什么电流纹波了。把电流取样电阻放在电容的前面,这一点以前考虑过,不过没有重视。。听群友指点后才试验这个因素的影响。改进后是这个因素后,回想起来也在电源网见过类似的帖子。帖子是“用UC3842作的DC/DC变换器(有详图)”开拓者1写的。具体的网址没有留下,保留了网页。内容如下:uc3842可以控制一切的单端变换器,包括反激,正激,BUCK,和BUCK-BOOST,这些我都用3842作过.3842是峰值电流关断控制的,所以在其三脚一定要检测出钜齿波电压来,用电流环和电压环双控制,有些朋友说,可以把电流控制变成电压控制,这是不可能的,因为电压控制和电流控制的IC其内部结构根本就是不一样的,电压型的是直接用误差放大器的输出电压和钜齿波电压比较,而电流控制型是用电流检测电压和误差放大器输出电压比较后来控制脉宽的,其是固定脉冲开启,峰值电流关断的.因此用3842作电源,就一定要有这个钜齿波的电流,并且用其3脚来检测这个电流,如果不检测,我想,3842是不能正常工作的,起码不会很好的工作.V1.0版本的实际电路:[图片] [图片] 经过调试后,就变得面目全非了。[图片] 也试验过是不是芯片的问题,没有直插的了,就用sop-8的3842芯片代替了。[图片] 总结起来,在电脑硬盘里翻各种资料,翻看qq历史记录,但是图片不知什么时候已经删除了,没办法。先编辑这么多,总结清晰。希望大家可以看明白。
PMOS不好买啊,
0
回复
weiwst
LV.4
13
2013-02-19 21:31
@lixz
提一個個人的不同觀點...實際的去深入去了解比坐在計算機仿真要重要的多.因為現實世界是十分復雜的.雖然實踐比坐在電腦前累得多,但一旦能從根本上認知懂得一切,將是無比輕松.并能從中懂得更多的技巧.很多時候我覺得,依賴仿真軟件容易讓自己變笨...

仿真有时候有好处,如果能够结合仿真去认真分析电路工作,将更好!

有时候明显着仿真软件就会出问题。没法,非正规的出品。

0
回复
weiwst
LV.4
14
2013-02-19 21:31
@天堂水
PMOS不好买啊,
常用的还是好买的。
0
回复
lixz
LV.5
15
2013-02-19 21:53
@weiwst
仿真有时候有好处,如果能够结合仿真去认真分析电路工作,将更好![图片]有时候明显着仿真软件就会出问题。没法,非正规的出品。

结合实际的去仿真

LT的仿真不错,并且免费 就是界面不好用

0
回复
weiwst
LV.4
16
2013-02-20 11:22
@weiwst
在这里我不得不提,如果制作一个电路,事前的电路仿真还是很有必要的。可以看看这个帖子里的介绍:【讨论】哪款电路分析仿真软件,你最中意?    里面的总结性的说明,也再一次的说明了我的问题。如果提前仿真,那么将节约多少时间,还有制作的成本啊?帖子里 yuzixuan给出的:一个电子电路的设计过程[图片]没有仿真时,就要人工验证,过程是这样的[图片]有仿真时,不但弥补了上述的不足,还增加了额外的功能[图片]可惜这些都是只有经历过才会有所感悟,平时也看过。也知道电路仿真有些用处,但没有亲身经历都是不吸取教训!现在就详细地总结一下试验的过程吧。第一个版本的试验过程:第一版V1.0的原理图如图所示:(用的是PMOS管,18V的稳压二极管防止GS过压损坏!)[图片]上图中已经说明了一些设计信息,这个电路结构是仿照LM2596的电路结构设计的BUCK电路。只贴出来在寒假开始的前几天制作的小电路,原理图就不上传了,都是常用的电路,网上很多电路,LM2596芯片的PDF中就有。现在看来我以前画的这个电路的布局也许也不是太好!嘿嘿,都是要吃亏才有长进!(这些电路都这是自己制作着玩,然后就沉睡在硬盘里了,希望有一天性能指标可以登上大雅之堂!O(∩_∩)O~)[图片] 虽说在设计与制作电路之前,也很仔细地阅读了UC3842的芯片资料,但是还是有很多没有考虑的地方。上传这个电路的当初的设计思路和需要考虑的问题(应该有一些帮助,有些内容写的还可以):[图片]UC3842开关电源的设计思路(weiwst) 这个V1.0的电路,上面已经说过了,在最开始的电路中没有三极管的部分,因为把控制逻辑弄反了,在调试的时候就加上了。这个电路总结起来有这么几个问题:1.主要的MOS管的驱动波形就不是很好,驱动波形:(高电平不导通,低电平MOS管导通。)[图片] 2.当然输出的波形也不好,电源直接变成了信号发生器了。如图:[图片] 3.最后经过群里范工的指点,电流环放最后不合适,因为经过电容滤波后,基本就没什么电流纹波了。把电流取样电阻放在电容的前面,这一点以前考虑过,不过没有重视。。听群友指点后才试验这个因素的影响。改进后是这个因素后,回想起来也在电源网见过类似的帖子。帖子是“用UC3842作的DC/DC变换器(有详图)”开拓者1写的。具体的网址没有留下,保留了网页。内容如下:uc3842可以控制一切的单端变换器,包括反激,正激,BUCK,和BUCK-BOOST,这些我都用3842作过.3842是峰值电流关断控制的,所以在其三脚一定要检测出钜齿波电压来,用电流环和电压环双控制,有些朋友说,可以把电流控制变成电压控制,这是不可能的,因为电压控制和电流控制的IC其内部结构根本就是不一样的,电压型的是直接用误差放大器的输出电压和钜齿波电压比较,而电流控制型是用电流检测电压和误差放大器输出电压比较后来控制脉宽的,其是固定脉冲开启,峰值电流关断的.因此用3842作电源,就一定要有这个钜齿波的电流,并且用其3脚来检测这个电流,如果不检测,我想,3842是不能正常工作的,起码不会很好的工作.V1.0版本的实际电路:[图片] [图片] 经过调试后,就变得面目全非了。[图片] 也试验过是不是芯片的问题,没有直插的了,就用sop-8的3842芯片代替了。[图片] 总结起来,在电脑硬盘里翻各种资料,翻看qq历史记录,但是图片不知什么时候已经删除了,没办法。先编辑这么多,总结清晰。希望大家可以看明白。

改进后的就是V1.1的版本了。见原理图:改进了电流取样电阻的位置,考虑到取样电阻的电流变化将使电压取样端的变化变得不准确且不稳定,最好用隔离的形式使输出的电压变化反馈到芯片的电压取样端,就用了光耦隔离的形式。(这个电路只是画了原理图,没有实际制作PCB。因为电路结构变得复杂多了。这个电路图从原理上应该没有大问题了,但是如果看了后面的版本的试验就知道了,用三极管和稳压二极管的驱动形式,驱动波形还是不够好的!)


下面开始分析第三版的电路V2.1版本,编号时烦了迷糊,没有编号V2.0,直接就变成2.1了。根据群里的范工的指导、指点,才有了下面的版本。MOS管变成了NMOS管,电路结构变成了下面的形式。


V2.1版本的实际测试中,测试了很多组。改变了很多变量,图片很多,在这里都张贴出来一定很烦人。就挑出比较有代表性的参数和图片说明问题。

 

见上图,测试时都是没有很明确的思路,看到一个测试图片,对图中的参数的分析处理能力很差劲!当然,能力都是要慢慢锻炼出来的。

测试阶段1:(当时的测试条件也没有记清晰,技术人员(虽说我是业余的)应该有一说一,不知就是不知。不过后面的测试就好多了。)

6脚芯片驱动波形:

 

MOS管的G极波形:

 

空载时OUT端波形:

 

从上面的测试结果可以看出,MOS管的驱动波形在芯片输出端还可以,但是到了MOS管的G极处却变差了!当然输出端空载测量纹波等参数也是不恰当的,后面的测试中已经注意到了。

测试阶段2:测试用的示波器是向老师借来的。

带载时,2为输出端(DC耦合),1为MOS管G极:

 

空载时,2为输出端(AC耦合),1为MOS管G极

 

从上面的两个图片中可以发现什么问题呢?仔细看看,虽说是用示波器同时测量的输出端波形和MOS管的G极波形,但是也不应该输出是这种波形啊!再结合V2.1版本的原理图来看。最后可以发现:因为这两个的地不是公共的地,它们之间的地是不同的,而示波器内部的两个通道是共地的!幸亏电压不是太高,否则不知将出什么问题呢。

既然测量方法是错误的,那么这一组测量的就不能说明问题了!

说到这里,不禁要延伸一下:关于纹波的测量,当然不能用夹子线,最好也不能用探头线(带较长的地线的)去测量纹波,以前也在制作用LM317,LM337等线性电源芯片制作电源的过程中遇到过测量方法的问题,哪种才是正确的测量纹波的方法等问题!还有PCB的布局问题,旁路电容在电路中的正确布置方法等问题!我很久以前的帖子有记录,但是在这里却注意的很少!真是不长记性!详细见21ic论坛“线性稳压电源,带载能力,纹波很大!”具体的链接就不发了,因为在21IC曾经发过被删过一次帖子(最终虽说又恢复了,但是记忆深刻),其中的利益关系就不触犯了(很复杂,也许是我多想了)。这个帖子自己搜索吧,也算是锻炼一下搜索能力!

测试阶段3,4:1K的电阻和4148去掉,换成10欧电阻,把18V稳压二极管连在芯片的VCC电源输入端。(这样原理图的驱动部分就变成了第四版的V2.2版本的电路了。为什么原来的驱动不好,当然是有测试的图片了,原来是可以驱动,但是却有些影响。这些没有在VCC端再并联电容。此时的输入电源不能使芯片的基准很好工作。(从这些条件就可以知道原因。芯片间断工作,因为稳压管,也处于芯片的闭锁范围附近。)

3842的基准端波形:

 

通过增加输入端电压和在芯片的VCC端多并电容的措施,上面的问题解决了。

测试阶段5,6,7,8:输入电压22V,使芯片供电电压基本稳定,前面并50V2200uF,后面并1000uF电容。

测试图片:

 

使芯片供电电压基本稳定后,负载电流1A多.负载电阻4欧。取样电阻由1.5K变成15K。输出空载时为5.99V,4欧的负载,带载后为5.83V。但是从电路参数的设置看,输出电压应该是5V才对!

最后在群友的指导下,发现了问题的所在。原因就是光耦反馈的部分的问题,上面图片中的R*1是1K的,最后变成了V2.2版本里的反馈部分变成了100欧。输出电压就变正确了。(反馈环路还是没有设置好。)

就算是改动后,输出波形还是不太好。这里又花费了很长的功夫,最后还是群友在群友的帮助下,找到了问题。

测试阶段9,输入22V,空载输出4.99V,带4欧负载输出4.91V。(图片和测试阶段10的没有本质差别。)

测试阶段10,输入22V,空载4.99V,带4欧为4.92V,带2欧为4.88V。

测试的实际图片:(用的负载是功率电阻,每一个都是36W2欧。但是当时没有考虑到连接的导线的电阻,因为导线太细了,电流大时,其中的压降也是不小的,根据功率电阻的阻值来计算的电流值就很不准确了!)

 

带4欧负载时,输出端波形(AC耦合):

 

带2欧负载时输出4.88V,输出端波形(AC耦合):

 

现在的性能还是不算太好。带载后纹波上V了。有群友说,输出的那个纹波是开关噪声,输出上的噪声和开关管的动作是同步的。输入端关系不大,关键是输出端。最后在群里中山-小廖的指导下,他发现我的PCB布局也有问题!

输出滤波电容没有起到作用。

我的V2.1的原理图和PCB布局。UC3842开关电源V2.1:

把下图中的输出端的电路的红色的那块挖掉,否则电流是不会通过电容的如果是你走路的话,你会绕一下经过电容还是直着走?

 

就这样按照前辈的指导,试验后效果明显改善!继续调试也没有更多的改善,就这样也许是整体布局的问题。测试时也没有保留图片,就急着去改进原理图,也在V2.2版本的时候格外注意PCB的布局!协会在外面请的老师,他是在郑州的电源工程师黄利平老师。

2013年1月30日,今天下午黄老师来协会。给我和一个11级的同学解决最近的制作开关电源的问题。老师说到了,电路的布局很重要,电容在电路中的位置,也讲到了四角的电容。以及电源的环路尽量要小。

我们现在所采用的电源的结构,以及可以采用什么其他的电路结构。将要遇到什么问题,关键点在哪里等问题。也从学弟的电路不能很好的工作,分析电路的问题。MOS管的驱动部分,哪些元件设计没有必要,哪些不太合理等。从他采用的TL494的驱动电路说到了全桥驱动,脉冲变压器驱动以及磁芯的选取等。

还说了平时常用的另一种电路BUCK结构的

 

 用脉冲变压器驱动NMOS管,或者用其他的驱动MOS管的形式。

总之,先重新布局,看看性能如何,然后再试验这种形式。

0
回复
weiwst
LV.4
17
2013-02-20 11:28
@weiwst
改进后的就是V1.1的版本了。见原理图:改进了电流取样电阻的位置,考虑到取样电阻的电流变化将使电压取样端的变化变得不准确且不稳定,最好用隔离的形式使输出的电压变化反馈到芯片的电压取样端,就用了光耦隔离的形式。(这个电路只是画了原理图,没有实际制作PCB。因为电路结构变得复杂多了。这个电路图从原理上应该没有大问题了,但是如果看了后面的版本的试验就知道了,用三极管和稳压二极管的驱动形式,驱动波形还是不够好的!)[图片]下面开始分析第三版的电路V2.1版本,编号时烦了迷糊,没有编号V2.0,直接就变成2.1了。根据群里的范工的指导、指点,才有了下面的版本。MOS管变成了NMOS管,电路结构变成了下面的形式。[图片]在V2.1版本的实际测试中,测试了很多组。改变了很多变量,图片很多,在这里都张贴出来一定很烦人。就挑出比较有代表性的参数和图片说明问题。[图片] 见上图,测试时都是没有很明确的思路,看到一个测试图片,对图中的参数的分析处理能力很差劲!当然,能力都是要慢慢锻炼出来的。测试阶段1:(当时的测试条件也没有记清晰,技术人员(虽说我是业余的)应该有一说一,不知就是不知。不过后面的测试就好多了。)6脚芯片驱动波形:[图片] MOS管的G极波形:[图片] 空载时OUT端波形:[图片] 从上面的测试结果可以看出,MOS管的驱动波形在芯片输出端还可以,但是到了MOS管的G极处却变差了!当然输出端空载测量纹波等参数也是不恰当的,后面的测试中已经注意到了。测试阶段2:测试用的示波器是向老师借来的。带载时,2为输出端(DC耦合),1为MOS管G极:[图片] 空载时,2为输出端(AC耦合),1为MOS管G极:[图片] 从上面的两个图片中可以发现什么问题呢?仔细看看,虽说是用示波器同时测量的输出端波形和MOS管的G极波形,但是也不应该输出是这种波形啊!再结合V2.1版本的原理图来看。最后可以发现:因为这两个的地不是公共的地,它们之间的地是不同的,而示波器内部的两个通道是共地的!幸亏电压不是太高,否则不知将出什么问题呢。既然测量方法是错误的,那么这一组测量的就不能说明问题了!说到这里,不禁要延伸一下:关于纹波的测量,当然不能用夹子线,最好也不能用探头线(带较长的地线的)去测量纹波,以前也在制作用LM317,LM337等线性电源芯片制作电源的过程中遇到过测量方法的问题,哪种才是正确的测量纹波的方法等问题!还有PCB的布局问题,旁路电容在电路中的正确布置方法等问题!我很久以前的帖子有记录,但是在这里却注意的很少!真是不长记性!详细见21ic论坛“线性稳压电源,带载能力,纹波很大!”具体的链接就不发了,因为在21IC曾经发过被删过一次帖子(最终虽说又恢复了,但是记忆深刻),其中的利益关系就不触犯了(很复杂,也许是我多想了)。这个帖子自己搜索吧,也算是锻炼一下搜索能力!测试阶段3,4:1K的电阻和4148去掉,换成10欧电阻,把18V稳压二极管连在芯片的VCC电源输入端。(这样原理图的驱动部分就变成了第四版的V2.2版本的电路了。为什么原来的驱动不好,当然是有测试的图片了,原来是可以驱动,但是却有些影响。)这些没有在VCC端再并联电容。此时的输入电源不能使芯片的基准很好工作。(从这些条件就可以知道原因。芯片间断工作,因为稳压管,也处于芯片的闭锁范围附近。)3842的基准端波形:[图片] 通过增加输入端电压和在芯片的VCC端多并电容的措施,上面的问题解决了。测试阶段5,6,7,8:输入电压22V,使芯片供电电压基本稳定,前面并50V2200uF,后面并1000uF电容。测试图片:[图片] 使芯片供电电压基本稳定后,负载电流1A多.负载电阻4欧。取样电阻由1.5K变成15K。输出空载时为5.99V,4欧的负载,带载后为5.83V。但是从电路参数的设置看,输出电压应该是5V才对!最后在群友的指导下,发现了问题的所在。原因就是光耦反馈的部分的问题,上面图片中的R*1是1K的,最后变成了V2.2版本里的反馈部分变成了100欧。输出电压就变正确了。(反馈环路还是没有设置好。)就算是改动后,输出波形还是不太好。这里又花费了很长的功夫,最后还是群友在群友的帮助下,找到了问题。测试阶段9,输入22V,空载输出4.99V,带4欧负载输出4.91V。(图片和测试阶段10的没有本质差别。)测试阶段10,输入22V,空载4.99V,带4欧为4.92V,带2欧为4.88V。测试的实际图片:(用的负载是功率电阻,每一个都是36W2欧。但是当时没有考虑到连接的导线的电阻,因为导线太细了,电流大时,其中的压降也是不小的,根据功率电阻的阻值来计算的电流值就很不准确了!)[图片] 带4欧负载时,输出端波形(AC耦合):[图片] 带2欧负载时输出4.88V,输出端波形(AC耦合):[图片] 现在的性能还是不算太好。带载后纹波上V了。有群友说,输出的那个纹波是开关噪声,输出上的噪声和开关管的动作是同步的。输入端关系不大,关键是输出端。最后在群里中山-小廖的指导下,他发现我的PCB布局也有问题!输出滤波电容没有起到作用。我的V2.1的原理图和PCB布局。UC3842开关电源V2.1:把下图中的输出端的电路的红色的那块挖掉,否则电流是不会通过电容的如果是你走路的话,你会绕一下经过电容还是直着走?[图片] 就这样按照前辈的指导,试验后效果明显改善!继续调试也没有更多的改善,就这样也许是整体布局的问题。测试时也没有保留图片,就急着去改进原理图,也在V2.2版本的时候格外注意PCB的布局!协会在外面请的老师,他是在郑州的电源工程师黄利平老师。“2013年1月30日,今天下午黄老师来协会。给我和一个11级的同学解决最近的制作开关电源的问题。老师说到了,电路的布局很重要,电容在电路中的位置,也讲到了四角的电容。以及电源的环路尽量要小。我们现在所采用的电源的结构,以及可以采用什么其他的电路结构。将要遇到什么问题,关键点在哪里等问题。也从学弟的电路不能很好的工作,分析电路的问题。MOS管的驱动部分,哪些元件设计没有必要,哪些不太合理等。从他采用的TL494的驱动电路说到了全桥驱动,脉冲变压器驱动以及磁芯的选取等。还说了平时常用的另一种电路BUCK结构的:[图片]  用脉冲变压器驱动NMOS管,或者用其他的驱动MOS管的形式。总之,先重新布局,看看性能如何,然后再试验这种形式。”

下面就是V2.2版本的测试。

先看看原理图:


还有PCB的布局:

 

腐蚀及焊接调试V2.2版本图片,在协会的论坛已经发过帖子了。帖子名字是:如何更好地手工制作PCB板。自己搜索,O(∩_∩)O~。我也是斑竹的,嘿嘿。

在学长的公司买的高频低阻抗电容后,输出端的电容换成高频低阻抗的。使用的50V1000uF高频电容(没有买到新的,只能用拆机的了。话说比很多国产的新的还好些。):

 

输出端的高频电容换成50V1000uF后,输入22V,带2欧负载时为4.89V,输出端波形:

 

这里的测试方法应该是正确的,用50欧的同轴电缆一头接一个头,另一头直接焊接在电路板上。测试时的图片:

 

最后把原来的UC3842换成了UC3843B,可以工作在更低的工作电压。

芯片换成UC3843B后,空载4.98V,带4欧负载时输出端波形(AC耦合):

 

现在的效果就是这个样子。从波形看还是不是太好,带负载能力还算可以。各位前辈看看,现在的效果算是一般的性能吧?当然,上面的电路的反馈环路也许设计的还是不太好!如果进行的话,下一步就要试验黄老师说的那种,用脉冲变压器驱动NMOS管,或者用其他的驱动MOS管的形式。电路结构就是上面的BUCK结构。不过就要仔细考虑,电感的磁芯,脉冲变压器的磁芯等设计问题了!我现在的设计,理论基础欠缺很多!下面学习使用仿真软件,加上实际做实验。期待前辈们的指点!

0
回复
2013-02-20 11:37
哇 加精啦~
0
回复
lixz
LV.5
19
2013-02-20 11:40
@weiwst
下面就是V2.2版本的测试。先看看原理图:[图片]还有PCB的布局:[图片] 腐蚀及焊接调试V2.2版本图片,在协会的论坛已经发过帖子了。帖子名字是:如何更好地手工制作PCB板。自己搜索,O(∩_∩)O~。我也是斑竹的,嘿嘿。在学长的公司买的高频低阻抗电容后,输出端的电容换成高频低阻抗的。使用的50V1000uF高频电容(没有买到新的,只能用拆机的了。话说比很多国产的新的还好些。):[图片] 输出端的高频电容换成50V1000uF后,输入22V,带2欧负载时为4.89V,输出端波形:[图片] 这里的测试方法应该是正确的,用50欧的同轴电缆一头接一个头,另一头直接焊接在电路板上。测试时的图片:[图片] 最后把原来的UC3842换成了UC3843B,可以工作在更低的工作电压。芯片换成UC3843B后,空载4.98V,带4欧负载时输出端波形(AC耦合):[图片] 现在的效果就是这个样子。从波形看还是不是太好,带负载能力还算可以。各位前辈看看,现在的效果算是一般的性能吧?当然,上面的电路的反馈环路也许设计的还是不太好!如果进行的话,下一步就要试验黄老师说的那种,用脉冲变压器驱动NMOS管,或者用其他的驱动MOS管的形式。电路结构就是上面的BUCK结构。不过就要仔细考虑,电感的磁芯,脉冲变压器的磁芯等设计问题了!我现在的设计,理论基础欠缺很多!下面学习使用仿真软件,加上实际做实验。期待前辈们的指点!

好文!有圖有過程有坎坷

測量波紋時,可以試試對地檢驗共模干擾..

0
回复
weiwst
LV.4
20
2013-02-20 11:43
@lixz
好文!有圖有過程有坎坷測量波紋時,可以試試對地檢驗共模干擾..
这个就不知了,我还是先搜索吧。没有考虑过共模干扰。主要就考虑了纹波,带载和效率。现在吧,效率先不多考虑。
0
回复
lixz
LV.5
21
2013-02-20 11:45
@weiwst
这个就不知了,我还是先搜索吧。没有考虑过共模干扰。主要就考虑了纹波,带载和效率。现在吧,效率先不多考虑。
不是,祗是看看測量波紋時候準不準確..
0
回复
weiwst
LV.4
22
2013-02-20 11:46
@电源网-源源
哇加精啦~
内容写得太多了,希望都有耐心看看。也许。。。
0
回复
fly
23
2013-02-20 11:49
@weiwst
下面就是V2.2版本的测试。先看看原理图:[图片]还有PCB的布局:[图片] 腐蚀及焊接调试V2.2版本图片,在协会的论坛已经发过帖子了。帖子名字是:如何更好地手工制作PCB板。自己搜索,O(∩_∩)O~。我也是斑竹的,嘿嘿。在学长的公司买的高频低阻抗电容后,输出端的电容换成高频低阻抗的。使用的50V1000uF高频电容(没有买到新的,只能用拆机的了。话说比很多国产的新的还好些。):[图片] 输出端的高频电容换成50V1000uF后,输入22V,带2欧负载时为4.89V,输出端波形:[图片] 这里的测试方法应该是正确的,用50欧的同轴电缆一头接一个头,另一头直接焊接在电路板上。测试时的图片:[图片] 最后把原来的UC3842换成了UC3843B,可以工作在更低的工作电压。芯片换成UC3843B后,空载4.98V,带4欧负载时输出端波形(AC耦合):[图片] 现在的效果就是这个样子。从波形看还是不是太好,带负载能力还算可以。各位前辈看看,现在的效果算是一般的性能吧?当然,上面的电路的反馈环路也许设计的还是不太好!如果进行的话,下一步就要试验黄老师说的那种,用脉冲变压器驱动NMOS管,或者用其他的驱动MOS管的形式。电路结构就是上面的BUCK结构。不过就要仔细考虑,电感的磁芯,脉冲变压器的磁芯等设计问题了!我现在的设计,理论基础欠缺很多!下面学习使用仿真软件,加上实际做实验。期待前辈们的指点!
非常不错的总结!
0
回复
zb95140059
LV.5
24
2013-02-20 11:58
关注中啊
0
回复
st.you
LV.9
25
2013-02-20 12:47
算不上非常规,都是BUCK方式。其实1和2版本的电路都有解决办法的,3版本的存在输出共模严重的问题,不是一个好方案。
0
回复
gyzzg
LV.6
26
2013-02-20 15:20
BUCK非隔离的为什么要用光耦?
0
回复
weiwst
LV.4
27
2013-02-20 15:55
@st.you
算不上非常规,都是BUCK方式。其实1和2版本的电路都有解决办法的,3版本的存在输出共模严重的问题,不是一个好方案。
那么如何才可以变成一个好的方案呢?
0
回复
weiwst
LV.4
28
2013-02-20 15:58
@gyzzg
BUCK非隔离的为什么要用光耦?
因为要使输出端的变化反馈到芯片,电源输出端的地和输入的地不同,输出是悬浮的地。不用光耦,貌似其他的反馈类型也可以。光耦相对简单些。
0
回复
st.you
LV.9
29
2013-02-20 16:02
@weiwst
那么如何才可以变成一个好的方案呢?[图片]

解决开关管的驱动(加反相器,电容隔离驱动或者用N沟道MOS,自举驱动)和开关管电流的取样(用电流互感器取样)问题,方案1就是一个不错的方案了。

拥有一台自己的示波器吧,哪怕是二手三手的都行,起码可以随时使用,方便测量分析。

0
回复
weiwst
LV.4
30
2013-02-20 17:24
@st.you
解决开关管的驱动(加反相器,电容隔离驱动或者用N沟道MOS,自举驱动)和开关管电流的取样(用电流互感器取样)问题,方案1就是一个不错的方案了。[图片]拥有一台自己的示波器吧,哪怕是二手三手的都行,起码可以随时使用,方便测量分析。

的确如此。方案一,改好MOS驱动部分,用电流互感器取样,也是一种思路。和方案二即V1.1的类似了。

那么方案四即V2.2的还有什么更好的思路吗?这个从理论上看也是可以的啊.

示波器考虑过,但是还是要毕业后再考虑购买,工作后就看业余有没有时间搞了。

0
回复
lixz
LV.5
31
2013-02-20 17:31
@weiwst
的确如此。方案一,改好MOS驱动部分,用电流互感器取样,也是一种思路。和方案二即V1.1的类似了。那么方案四即V2.2的还有什么更好的思路吗?这个从理论上看也是可以的啊.[图片]示波器考虑过,但是还是要毕业后再考虑购买,工作后就看业余有没有时间搞了。[图片]
不能共地很多時候很麻煩
0
回复