DCDC电路中的负载问题

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DCDC电路中的负载问题

2024-07-13 15:40:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文的目的:让人了解下DCDC电路负载能力对开关频率的影响变化。 本文所需的实验条件:5V降3.3V的DCDC降压电路,滑动变阻器RL,示波器,万用表,5V直流电源。 测试描述:本文所涉及到的测试参数存在误差,电压值误差为±0.05V,电阻值误差为±2Ω,误差不是问题,但让人能够理解的大致方向是对的。 首先来了解几个词汇:(1)负载:指连接在电路中的电源两端的电子器件。(2)负载率:指的是实际负荷量与额定负荷量的比值,一般用百分数标示。(3)空载:电源电路带载能力中的一种情况,指电路中的电源没接任何器件。(4)轻载:电源电路带载能力中的一种情况,指在电路的负载范围内,负载率在30%以下(这个没有严格定义,有些认为是15%,有些认为是50%)。关于轻载就是负载电阻大,这个在有些情况下是不一定的,如在恒流源的负载中,电阻小负载才轻;在恒压源的负载中,电阻大时负载轻。(本文是以恒压源为例)(5)重载:电源电路带载能力中的一种情况,指在电路的负载范围内,负载率在80%以上有些认为是85%)。(6)满载:电源电路带载能力中的一种情况,指在电路的负载范围内,负载率达到了100%。(可以认为是负载为0欧时的情况)(7)适载:本文新增,自定义在轻载和重载之间,可以认为是负载效果最好的一种。(8)上升沿和下降沿:认识下波形中的“上升沿”和“下降沿”是指的哪部分(如下图)

 

本文是以下图的DCDC降压电路为例,可以看作是恒压源。电路中以滑动变阻器为负载RL,用示波器测量电路中LX处的开关频率,当改变RL后再看LX处开关频率波形的变化。

 

下面开始实验: 1、这是空载时LX处的测量波形(即负载RL不接时):

该图说明了当不接负载RL时也不是完全的空载,因为从电路中看还有R430、R431和C283、C284这些器件构成了电源本身的负载,所以会出现如图波形。 2、这是接入负载RL且阻值为0欧时LX处的测量波形:

 

测得电源输出:3.3V/1.6A,P=UI=3.3*1.6=5.28W,此输出可以看作满载输出。 图中下降沿这边已缺失很多了,说明负载很重,电压拉不上来。 3、这是接入负载RL且阻值为2欧时LX处的测量波形:

测得电源输出:3.3V/2Ω/1.4A,P=UI=3.3*1.4=4.62W,负载率为(4.62/满载时输出功率)*100%=87.5%,此输出可以看作重载输出。 随着负载阻值的降低,这里的下降沿也逐渐在塌陷。 4、这是接入负载RL且阻值为5欧时LX处的测量波形:

随着负载阻值的降低,图中下降沿部分开始变化。  5、这是接入负载RL且阻值为6欧时LX处的测量波形:

测得电源输出:3.3V/6Ω/0.587A,P=UI=3.3*0.587=1.9371W,负载率为(1.9371/满载时输出功率)*100%=36.6875%,大于30%,此输出可以看作适载输出。 6、这是接入负载RL且阻值为47欧时LX处的测量波形:

随着负载阻值的增加,如图中上升沿部分底端凹陷变宽,预示了上升沿将开始塌陷。 7、这是接入负载RL且阻值为53欧时LX处的测量波形:

随着负载阻值的增加,如图中上升沿部分逐渐塌陷。 8、这是接入负载RL且阻值为76欧时LX处的测量波形:

随着负载阻值的增加,如图中上升沿部分塌陷越来越厉害。 9、这是接入负载RL且阻值为96欧时LX处的测量波形:

测得电源输出:3.3V/96Ω/0.034A,P=UI=3.3*0.034=0.1122W,负载率为(0.1122/满载时输出功率)*100%=2.125%,小于30%,此输出可以看作轻载输出。 10、这是接入负载RL且阻值为100欧时LX处的测量波形:

11、这是接入负载RL且阻值为300欧时LX处的测量波形:

随着负载阻值的增加,如图中上升沿部分塌陷越来越厉害,说明负载输出越来越轻。 12、这是接入负载RL且阻值为437欧时LX处的测量波形:

此图为动态时的拍照图 此图为动态中抓取的单个图

测得电源输出:3.3V/437Ω/0.007A,P=UI=3.3*0.007=0.0231W,负载率为(0.0231/满载时输出功率)*100%=0.4375%,小于30%,此输出可以看作轻载输出,轻到一定程度波形跳动很大。结论: DCDC降压电路中负载的变化影响到了开关频率的变化,负载变轻时在开关频率波形的上升沿这边变化可以反映出来,当负载变重时在开关频率波形的下降沿这边变化可以反映出来。 ,DCDC电路的开关频率在EMC测试时需要注意到其辐射性。



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