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【测试分享】+buck降压变换器学习篇(不知不觉已偏题。。。)
阅读: 6110 |  回复: 26 楼层直达

2018/05/23 13:48:15
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s453208
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旅长

QQ截图20160321155901 【直播回放】技术直播专场-资深大咖“萧山老寿”话说逆变器..

QQ截图20160321155901 内容精选】管理员精心选择的优质内容 快来讨论吧


首先感谢电源网的各位管理的爱戴,送小弟的板子供小弟学习研究。(特别感谢某位管理。。。不敢点名。。。)

发帖学习分享势在必行。。。(憋了好几天总感觉不知道该怎样开头,说多了矫情,说少了空洞,那就这样吧。)

此篇分享仅为学习篇,给不了太多的建议,但希望对新萌有帮助,或者是各位评委老师多多指点迷津,虚心接受哈。(毕竟技术有限,入门也不久。。。

别的不行。。。焊接还是可以的。。。先上图吧。。。

电源网-璐璐在2018-05-24打赏该贴 +5 电源币 打赏理由:厉害了飞飞,下一个讲师就是你啦!

2018/05/23 13:49:47
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s453208
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LV7
旅长

开机篇

2018/05/23 13:55:58
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s453208
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LV7
旅长

焊接篇,板子很小,不一会儿的功夫就焊完了,还是很漂亮的,给几个特写吧(哈哈

2018/05/23 14:49:50
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s453208
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LV7
旅长

科普篇:此篇不加插图,只讲大概,的确是水平有限(入门不久,但又不能不讲)。

先从应用实例说明,电路基础不太好,所以只能从能量的角度讲起(因为只有一个量,我不信我还能讲糊涂,哈哈,在我看来不论是电压还是电流都是侧面反映能量的参数或者说是能量的存储形式,这里只讲电能),那么我们所有的电源,我的理解就是一个变换器的输出端,不论你你要的是电压源 ,电流源,交流电源还是直流电源。源本身就是为了存储能量的,能量的形式大小可能不太一样。举个不那么恰当的例子,例如我手里又一个开关电源变换器,一端接入市电220v/50hz(输入源),另一端输出则为24v(直流)(输出源),那么这就是一个变换器的使命所在,为了让我们获得一个特定的源,为特定的电路提供能量。(扯远了。。。其实重点在于变换器)。

下面我来讲下这个变换器,首先从变换的能量效率上来讲:分两类(好像也只有这两类),一类是线性变换器(LDO),一类是开关变换器(例如我们所说的BUCK)。先说下他们俩的之间的区别吧。

    先说各自最大的优势及缺点:开关型变换器的效率非常高,这也是他能够成为主流的最大原因,能量传输和变换中损失的越少,你就越少交电费(符合国家节能减排的要求),可以适应的场合也非常多(buck只是其中的一种),缺点就是设计相对复杂,对于工程师水平要求也相对高,相对EMC/EMI等问题也是比较难(大概是这样)(我距离这个设计等级还有一段不小的距离)。

                                           线性的LDO的优势,结构简单,设计简单,例如我上学那会儿最熟悉一个元器件(LM7805),基本外围加个把电容就ok了,但是他牺牲了效率,只能是降低 能量来传输,能量的损耗都是以热的形式产生,所以设计时一定要考虑功耗和散热的问题,一旦过热就不那么好玩了。废话说的比较多,下面还是好好讲讲我们的猪脚(buck先森。。。哈哈)。

                                

                       

2018/05/23 15:19:23
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s453208
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LV7
旅长

原理篇:buck先森的身体构造(此篇错误最多,如有错误一定要替我指出啊,免得我自己走火入魔。。。意在教你做菜,不是教你做掉自己,我只能尽力了。。。)

我们讲构造之前:先讲讲这玩意儿是怎么工作的吧,你只要理解了工作原理我觉得身体构造的机理基本也就不用讲了。还是举个栗子吧:小学数学题,有一个水池子,一个进水管进水,一个出水管出水,请问四个小时水池子里有多少水。。。(魔怔。。。)

我们稍作改进一下,没有了进水管,但有跟出水管子再出水(水管不太好,水流忽大忽小,反正就是折腾)。。。给你个任务,不管你用什么方式让这个池子里的水永远维持在1/2水位处,你要是能做到,我就受你一个buck先森的称号。。。(哈哈。。。)

那么开始了,换我打水吧,我首选得找个有个比这大的水池子(buck的输入源),不然从哪里搞水啊。其次打水得要个篮子吧(不要竹篮子)(这里就是等效为buck电路核心的核心,电感大人)那么开始了,我的人生不能为了个称号不是去打水就是在打水的路上,我还需要空了开局吃鸡吧,这时候需要一个闹钟了,定好时间,到点打水坑队友(这个等效于PWM控制器,由他发号施令什么时候打水,打几次,歇几分钟(频率出来了,占空比也来了),还有个比较重要的作用,那就是我,我每次倒水的时候都要先看看池子里有多少,管子留的快不快,估摸估摸,下次应该打一桶还是半桶(反馈机制。。。),还有个问题,是人都会偷懒我也不一样,时间到了我不想去打水怎么办,或者打水打魔怔了,时间不到我想去打水怎么办(不大可能,哈哈哈),那就需要一把小皮鞭了(啪啪啪),让我严格执行打水的流程,丝毫不准懈怠。(这里等效于mos管,不管你愿不愿意,到点了开,过点了关)。基本上也就齐活了把,还需要考虑一点,你打水和倒水水时,水花飞溅怎么办(加个电容呗,我在这里等着你。),当然还需要个二极管考虑mos管关断情况下,电感的续流的问题,不知道怎么往里编就放这把,他是篮子的附属品,没有它你打了水可能也倒不出来。话说千遍比饭臭,图看千遍比shit香。接下来还是上图吧,看看buck电路都需要啥。

2018/05/23 15:22:04
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s453208
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旅长

buck身体构造图:(先到这里,歇一会儿)

2018/05/23 15:57:12
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clockwork_planet
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营长
学习了
2018/05/24 10:53:53
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s453208
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LV7
旅长

【原理篇--电感】(续昨日。。。)

昨天基本上把buck的原理大体上描述了一下,不是很专业,希望对大家有点帮助吧。(反正我是这么理解的。),接下来我还想再讲下另一个点,那就是电感先生,当年我上学的时候最不能理解的两个元器件,就是电感和电容,电容咱就不讲了,因为它在这里不算是buck的核心,但电感不一样,他是buck设计中最最核心的角色,电感在这里起到能量搬运工的角色,buck电路工作时,分为两种状态,以电感为核心,暂不考虑输出端时,当mos管导通时,对电感进行充能,电感将电能量转化为磁能量存储于自身,当mos管断开时,由于续流二极管的作用,电感作为能量的提供者将自身的磁能量转化为电能量供电路使用(当然充能状态下,电路也在正常使用能量)。就是我们前面讲到的水桶,从一个源里面打水然后搬运到另一个源。通俗上可以这么理解,但不要完全这么理解,因为他真正的搬运机制还是有些差别的。(反正就是怕我彻底把你引入歧途吧。。。水平有限,先到这里,后面我想在这里展开讲(还需要进一步学习,才能一本正经的胡说八道。。。)或者留言的小伙伴给详细的讲讲电感,我也学习学习。。。讲的不对的地方,希望大家指出和批评。。。先谢谢哈。

2018/05/24 11:03:15
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lihui710884923
电源币:455 | 积分:1 主题帖:150 | 回复帖:493
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师长
分享非常不错,有些buck电路需要自举是为啥啊
2018/05/24 11:21:50
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s453208
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LV7
旅长
这个问题还是有请评委老师们或者后续看到帖子的大神们,跟咱讲一下,没人讲等我码完帖子再给你胡讲一下。
2018/05/24 11:17:32
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s453208
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旅长

【原理篇--源】:前面讲了那么多,总感觉错过了重点(事实上的确是),那么我还是掉回头再讲一下,buck 的核心,是将一个源转换成成另一个源,这里的源指的是(电压源)。。。这个上学时候耳朵听的都要磨出茧子的名词,多年后发现依然没有深入理解,课本上讲电压源是恒压输出,不论接什么样的负载都可以做到恒压输出。。。但实际上你又见过几个真正意义上的恒压源,实际上的电压源都是有输出极限的。也就是恒压有一个硬性条件,是能够输出足够大的电流,以维持电压的稳定。恒压的核心在于能够给负载提供足够大的电流,实际上这个电流不可能无限制大,因为就算变换器受得了,线路也会受不了,就算线路能受得了,我的思想也受不了。。。所以buck先生在输出端表明为5V/1A,即输出电压为5V,能提供负载的最大电流为1A(实际应用中你可以比她小,但绝壁不能超过他的标称值去使用,超过界限,buck不一定会损坏,但是他可能不会让你后续的电路正常工作,因为你先打破了规则,那么他也不必再去遵循规则),实际当你的超越界限时,你得到的电压会有所跌落,可能不再是5V(I GUESS,后面我还是要重载测一下,哈哈)。

讲了这么多,你应该明白了,buck输出的标称为恒压,但实际他是电流的提供者,为了恒压,他必须提供足够的电流,比如你接一个10k的电阻和一个1k的负载他实际要提供的电流是不一样的,从其内部构造也能验证这一点,他的核心是电感,而电感控制的是电流,原理篇就先讲这么多吧,水平有限,就酱。。。。

2018/05/24 11:42:49
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s453208
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LV7
旅长

【测试篇1】(前面原理讲的差不多了,那么我们动手才测试一下吧,哈哈。。)

焊接完整个电路,粗略检查一下,问题不大(就不用洗板水了,偷懒。。。),输入端我打算采用24V直流输入(手里正有一个50-24的明纬电源,功率应该是够了,自己胡乱算下,接上再说哈)(多说一嘴,输入功率的选择是由你的输出所决定的)先测一下最简单的,板载有个2835的led灯串了个18欧姆的电阻,我先测下当前输出电压是多少。

上电,灯可以正常点亮,而且很亮(摸了摸电阻不怎么烫,问题不大)量一下VOUT 输出级两端。

2018/05/24 11:43:59
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s453208
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旅长

2018/05/24 12:02:51
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s453208
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LV7
旅长
加重负载测试放到最后吧,先把其它的东东搞懂一些,再做有风险的测试(宝贝板子就一块,还是希望慢点坏。)
2018/05/24 15:45:18
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s453208
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旅长

【难点篇】:关于TL494内部原理看懂的部分不是很多,但还是要上图。

内部感觉相对还是比较复杂的,简单介绍一下内部功能:

首先是振荡器,频率由RT CT 来绝对,后期我们测一下。

基准输出:由内部产生一个5V的参考电压,否则没有参考点,比较器输出也就失去了意义。

两个误差放大器:一个用于稳定VO+  一个用于稳定VO- 产生的误差反馈,及时调整PWM的占空比,维持输出。

死区时间比较器和低压锁定都是起到保护功能。(具体运行机制。。。可能得找个专业的人解释一长坨。。。)

至于为什么原理图这么搭就能让电压稳定在5V,还是有请大神来做科普(暂时感觉还是解释不大了,需要进一步学习。)

先分析到这,就酱。。。

2018/05/24 15:52:16
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s453208
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旅长

【测试篇2】:震荡波形测试:f = 1/(Rt*Ct)   (我算算。。。看看对不对。。。)

2018/05/24 16:04:49
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s453208
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旅长

【测试篇3】PWM波形测试:(看看庐山真面目。。。)(输入为24V,低电平驱动P型mos管)

2018/05/24 16:12:15
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s453208
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旅长

【测试篇4】基准电压测试(TL494)(比5V要高出一些,不知道为毛。。。)

2018/05/24 16:21:35
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s453208
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旅长

【测试篇5】:开关管集电极电压:

2018/05/24 16:24:59
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s453208
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旅长

这个波形不太对,是负载不够么,我看攻略上拉到us级是如下这样,我拉过也是ms级这样。是我示波器不行么。。。如果不是,好像我的没有纹波,还是应该是我的纹波电容没拿掉?

2018/05/24 16:27:21
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s453208
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旅长
【测试篇告一段落】:现在的水平还不足以撸出总结篇和问题篇,还是要好好学习,等有时间再吧心得继续往下撸。。。(路漫漫。。筒子们加油。。。)
2018/05/26 14:45:56
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zhiyiyunmeng
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营长
你到底是驱动的MOS还是三极管呢?
2018/05/30 16:21:48
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s453208
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旅长
TIP32A MOS管哈,上面叙述可能有点岔劈。。。
2018/05/31 13:41:38
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zhiyiyunmeng
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营长
TIP32A不是三极管吗
2018/06/01 14:39:43
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wuhanjikaifei
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排长
R2电阻工作后很烫,为什么啊?怎么解决啊?求高手指点
2018/06/02 16:33:30
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s453208
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旅长
兄弟 我给你查了一下,那个R2电阻的规格是150欧姆1/4W,他接芯片的8和11脚,你看下TL494的内部构造图,应该内部两个晶体管Q1和Q2的集电极,发射极引脚是9和10脚,在原理图中应该是R10a和R10b两个电阻并联然后到地,这两个电阻应该是起到限流的作用,你R2电阻发热肯定是电流太大,不行,你调整一下R10A和R10B的阻值试一下。不知道对不对哈。
2018/06/02 16:00:49
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s453208
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旅长
你说得对,谢谢指正,我查的不对,网上有说是mos的,应该是TIP32A,PNP型功率晶体管,3A 60V
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