開關電源實物的誕生,你在創造還是在塗鴉?

電子研習社社長 發佈 2022-11-28T09:09:31.191687+00:00

問題:啥波形,暈了,嘯叫?控制的核心邏輯是控制開通和關斷時間或者調整頻率,這些都是毫釐之間的控制,回顧下控制過程,反饋電壓通過和你的設定基準比較,誤差經過放大後,送與斜波判斷高下,發波是振盪器控制一般在內部,不容易有問題,關驅動的點是受斜波及反饋影響的,所以這就是關鍵,不能受到干擾啊,尤其是電源的主功率就像開閘的洪水猛獸,紅綠燈只是若信號,不能車經過,紅綠燈的轟鳴就讓他受到干擾,這就成了菜雞了,怎麼能調整好呢,所以核心是控制洪水猛獸的噪聲源,控制迴路原理洪水猛獸。

問題:啥波形,暈了,嘯叫?有沒有大師解釋下?設計出來電源,經常嘯叫或者驅動抖動,大小波,調環路很難調,對不上環路調試零點抬高增益和相位,極點降低增益和相位,怎麼調整都是不好用,信心備受打擊。



尤其是很多抄板的朋友,同樣的原理圖,看到的結果不同,電源的設計實際是和道路的設計是有異曲同工之妙的,道路是由紅綠燈控制的有規律的開關來回往復道路,所以你的規劃布局和走線及控制信號的選擇就相當的關鍵。有些道路施工導致交通道路不合理,讓人開車不免覺得不爽或者卡頓,就是這個道理。

1、布局:無噪聲電源並非是偶然設計出來的。一種好的電源布局是在設計時最大程度的縮短實驗時間。花費數分鐘甚至是數小時的時間來仔細查看電源布局,便可以省去數天的故障排查時間。

2、控制的核心邏輯是控制開通和關斷時間或者調整頻率,這些都是毫釐之間的控制,回顧下控制過程,反饋電壓通過和你的設定基準比較,誤差經過放大後,送與斜波判斷高下,發波是振盪器控制一般在內部,不容易有問題,關驅動的點是受斜波及反饋影響的,所以這就是關鍵,不能受到干擾啊,尤其是電源的主功率就像開閘的洪水猛獸,紅綠燈只是若信號,不能車經過,紅綠燈的轟鳴就讓他受到干擾,這就成了菜雞了,怎麼能調整好呢,所以核心是控制洪水猛獸的噪聲源,控制迴路原理洪水猛獸。



3、怎麼做呢,開始就做對。

輸入電容,管子,地,這個電流迴路從一個周期看,是脈動最大的噪聲迴路,儘量小,大家都知道變換的電流差生磁場,磁場耦和在走線上形成電壓,導致不需要的電壓信號,還有變化的電壓節點,會形成杆天線,輻射電磁波,這個節點也要縮小,也就是我們的SW小,還有開關迴路小的原因,將這個源噪聲設計的緊湊點,避免其作用擴大。

控制迴路咱們惹不起還躲不起嗎,有的躲得起,有的還真躲不起,畢竟控制MOS的上官驅動是踩到了老虎的尾巴,這塊就更要注意了。控制迴路三個點:誤差放大器輸入與輸出、參考電壓以及斜坡。對這些節點進行精心的電氣設計和物理設計有助於最大程度地縮短故障診斷時間。噪聲會與這些低電平電路電容耦合。一種卓越的設計可以確保這些低電平電路的緊密布局,並遠離所有開關波形。接地層也具有屏蔽作用。這些信號的公共地為VCC 的GND,所有的參考工作以此為參考海拔平面,所以濾波電容要靠近,地都參考它,探後這個GND單點到功率地;或者不走電流的靜態平面連接。

4、有的朋友說全是理論,出了問題,就是有干擾,我怎麼排除哪裡沒走好?治病救人

線有點多,有點亂,我說再亂,基本的功率迴路短而小,驅動迴路短而小,這兩點是要保證的,才能給你下藥看病,這兩點不行,就是得了病,不能根治。

保證了前面兩點條件下,注意保證

a、差放大器輸入端可能是電源中最為敏感的節點,因為其通常具有最多的連接組件。所以將VOUT拉長線,然後上拉電阻和下拉基準電阻靠近控制器放置,因為控制器的運放具有極高的增益和高阻抗,儘可能近地將反饋和輸入組件靠近誤差放大器放置。如果反饋網絡中存在高頻積分電容,那麼您必須將其靠近放大器放置,其他反饋組件緊跟其後。並且,串聯電阻-電容也可能形成補償網絡。最理想的結果是,將電阻靠近誤差放大器輸入端放置,這樣,如果高頻信號注入該電阻-電容節點時,那麼該高頻信號就不得不承受較高的電阻阻抗—而電容對高頻信號的阻抗則很小。

b、斜坡是另一個潛在的會帶來噪聲問題的地方。斜坡通常由電容器充電(電壓模式) 生成,或由來自於電源開關電流的採樣(電流模式)生成。通常,電壓模式斜坡並不是一個問題,因為電容對高頻注入信號的阻抗很小。而電流斜坡卻較為棘手,因為存在了上升邊沿峰值、相對較小的斜坡振幅以及功率級寄生效應。



發現問題就是電源不穩定,原理圖沒啥問題的條件下,排除法:誤差放大器、參考電壓或斜坡。哪裡處問題了?



1是檢查節點,看斜坡中是否存在明顯的非線性,

2誤差放大器輸出中是否存在高頻率變化。

3如果檢查後沒有發現任何問題,將誤差放大器從電路中取出,並用一個清潔的電壓源加以代替。這樣您應該就能夠改變該電壓源的輸出,以平穩地改變電源輸出。如果這樣做奏效的話,那麼您就已經將問題範圍縮小至參考電壓和誤差放大器了。

4 VCC電容靠近及加大容量,0.1+1uf+小電解,控制 IC 中的參考電壓易受開關波形的影響。利用添加更多(或適當)的旁路可能會使這種狀況得到改善。

5使用柵極驅動電阻Rg來減緩開關波形也可能會有助於解決這一問題。如果問題出在誤差放大器上,那麼降低補償組件阻抗會有所幫助,因為這樣降低了注入信號的振幅。

6如果所有這些方法都不奏效,那麼就從印刷電路板將誤差放大器節點去除。對補償組件進行架空布線 (air wiring) 可以幫助我們識別出哪裡有問題。排除空間干擾。

出了問題,你得拿著電烙鐵和示波器折騰多久,你得測試,飛線驗證多久,何必折騰自己呢,為什麼不遵守交通規則呢,為什麼老是覺得事後諸葛亮呢,本來就是不容易出問題的事,到你手上全是滿滿的經驗,實際前人都已經告訴你了,只不過不當回事後者耳旁風。

更有甚者,反饋和變壓器離得很近,還不屏蔽,我只能說你小子膽子挺肥,批量讓你難受的在後面呢。不按規則設計,拼的是運氣,運氣早晚會有用光的時候。

總結:1、電源的原理圖是理論基礎,2、電源PCB是一個好的實物誕生的過程,你這時不能抽菸,不能喝酒,要遵守規則。好好照顧老婆 3、孩子誕生後用儀器監控只是證明他的好,不好是先天性的改善不了多少,所以我們設計按照規律辦事,自然就容易成功。道法自然。自然而然。

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2021-11-08T07:17:46.806847+00:00

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