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    【測試分享】+buck降壓變換器學習篇(不知不覺已偏題。。。)
    閱讀: 6120 |  回復: 26 樓層直達

    2018/05/23 13:48:15
    1
    s453208
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    LV7
    旅長

    QQ截圖20160321155901 內容精選】管理員精心選擇的優質內容 快來討論吧


    首先感謝電源網的各位管理的愛戴,送小弟的板子供小弟學習研究。(特別感謝某位管理。。。不敢點名。。。)

    發帖學習分享勢在必行。。。(憋了好幾天總感覺不知道該怎樣開頭,說多了矯情,說少了空洞,那就這樣吧。)

    此篇分享僅為學習篇,給不了太多的建議,但希望對新萌有幫助,或者是各位評委老師多多指點迷津,虛心接受哈。(畢竟技術有限,入門也不久。。。

    別的不行。。。焊接還是可以的。。。先上圖吧。。。

    電源網-璐璐在2018-05-24打賞該貼 +5 電源幣 打賞理由:厲害了飛飛,下一個講師就是你啦!

    2018/05/23 13:49:47
    2
    s453208
    電源幣:490 | 積分:104 主題帖:45 | 回復帖:148
    LV7
    旅長

    開機篇

    2018/05/23 13:55:58
    3
    s453208
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    LV7
    旅長

    焊接篇,板子很小,不一會兒的功夫就焊完了,還是很漂亮的,給幾個特寫吧(哈哈

    2018/05/23 14:49:50
    4
    s453208
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    LV7
    旅長

    科普篇:此篇不加插圖,只講大概,的確是水平有限(入門不久,但又不能不講)。

    先從應用實例說明,電路基礎不太好,所以只能從能量的角度講起(因為只有一個量,我不信我還能講糊涂,哈哈,在我看來不論是電壓還是電流都是側面反映能量的參數或者說是能量的存儲形式,這里只講電能),那么我們所有的電源,我的理解就是一個變換器的輸出端,不論你你要的是電壓源 ,電流源,交流電源還是直流電源。源本身就是為了存儲能量的,能量的形式大小可能不太一樣。舉個不那么恰當的例子,例如我手里又一個開關電源變換器,一端接入市電220v/50hz(輸入源),另一端輸出則為24v(直流)(輸出源),那么這就是一個變換器的使命所在,為了讓我們獲得一個特定的源,為特定的電路提供能量。(扯遠了。。。其實重點在于變換器)。

    下面我來講下這個變換器,首先從變換的能量效率上來講:分兩類(好像也只有這兩類),一類是線性變換器(LDO),一類是開關變換器(例如我們所說的BUCK)。先說下他們倆的之間的區別吧。

        先說各自最大的優勢及缺點:開關型變換器的效率非常高,這也是他能夠成為主流的最大原因,能量傳輸和變換中損失的越少,你就越少交電費(符合國家節能減排的要求),可以適應的場合也非常多(buck只是其中的一種),缺點就是設計相對復雜,對于工程師水平要求也相對高,相對EMC/EMI等問題也是比較難(大概是這樣)(我距離這個設計等級還有一段不小的距離)。

                                               線性的LDO的優勢,結構簡單,設計簡單,例如我上學那會兒最熟悉一個元器件(LM7805),基本外圍加個把電容就ok了,但是他犧牲了效率,只能是降低 能量來傳輸,能量的損耗都是以熱的形式產生,所以設計時一定要考慮功耗和散熱的問題,一旦過熱就不那么好玩了。廢話說的比較多,下面還是好好講講我們的豬腳(buck先森。。。哈哈)。

                                    

                           

    2018/05/23 15:19:23
    5
    s453208
    電源幣:490 | 積分:104 主題帖:45 | 回復帖:148
    LV7
    旅長

    原理篇:buck先森的身體構造(此篇錯誤最多,如有錯誤一定要替我指出啊,免得我自己走火入魔。。。意在教你做菜,不是教你做掉自己,我只能盡力了。。。)

    我們講構造之前:先講講這玩意兒是怎么工作的吧,你只要理解了工作原理我覺得身體構造的機理基本也就不用講了。還是舉個栗子吧:小學數學題,有一個水池子,一個進水管進水,一個出水管出水,請問四個小時水池子里有多少水。。。(魔怔。。。)

    我們稍作改進一下,沒有了進水管,但有跟出水管子再出水(水管不太好,水流忽大忽小,反正就是折騰)。。。給你個任務,不管你用什么方式讓這個池子里的水永遠維持在1/2水位處,你要是能做到,我就受你一個buck先森的稱號。。。(哈哈。。。)

    那么開始了,換我打水吧,我首選得找個有個比這大的水池子(buck的輸入源),不然從哪里搞水啊。其次打水得要個籃子吧(不要竹籃子)(這里就是等效為buck電路核心的核心,電感大人)那么開始了,我的人生不能為了個稱號不是去打水就是在打水的路上,我還需要空了開局吃雞吧,這時候需要一個鬧鐘了,定好時間,到點打水坑隊友(這個等效于PWM控制器,由他發號施令什么時候打水,打幾次,歇幾分鐘(頻率出來了,占空比也來了),還有個比較重要的作用,那就是我,我每次倒水的時候都要先看看池子里有多少,管子留的快不快,估摸估摸,下次應該打一桶還是半桶(反饋機制。。。),還有個問題,是人都會偷懶我也不一樣,時間到了我不想去打水怎么辦,或者打水打魔怔了,時間不到我想去打水怎么辦(不大可能,哈哈哈),那就需要一把小皮鞭了(啪啪啪),讓我嚴格執行打水的流程,絲毫不準懈怠。(這里等效于mos管,不管你愿不愿意,到點了開,過點了關)。基本上也就齊活了把,還需要考慮一點,你打水和倒水水時,水花飛濺怎么辦(加個電容唄,我在這里等著你。),當然還需要個二極管考慮mos管關斷情況下,電感的續流的問題,不知道怎么往里編就放這把,他是籃子的附屬品,沒有它你打了水可能也倒不出來。話說千遍比飯臭,圖看千遍比shit香。接下來還是上圖吧,看看buck電路都需要啥。

    2018/05/23 15:22:04
    6
    s453208
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    LV7
    旅長

    buck身體構造圖:(先到這里,歇一會兒)

    2018/05/23 15:57:12
    7
    clockwork_planet
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    LV5
    營長
    學習了
    2018/05/24 10:53:53
    8
    s453208
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    LV7
    旅長

    【原理篇--電感】(續昨日。。。)

    昨天基本上把buck的原理大體上描述了一下,不是很專業,希望對大家有點幫助吧。(反正我是這么理解的。),接下來我還想再講下另一個點,那就是電感先生,當年我上學的時候最不能理解的兩個元器件,就是電感和電容,電容咱就不講了,因為它在這里不算是buck的核心,但電感不一樣,他是buck設計中最最核心的角色,電感在這里起到能量搬運工的角色,buck電路工作時,分為兩種狀態,以電感為核心,暫不考慮輸出端時,當mos管導通時,對電感進行充能,電感將電能量轉化為磁能量存儲于自身,當mos管斷開時,由于續流二極管的作用,電感作為能量的提供者將自身的磁能量轉化為電能量供電路使用(當然充能狀態下,電路也在正常使用能量)。就是我們前面講到的水桶,從一個源里面打水然后搬運到另一個源。通俗上可以這么理解,但不要完全這么理解,因為他真正的搬運機制還是有些差別的。(反正就是怕我徹底把你引入歧途吧。。。水平有限,先到這里,后面我想在這里展開講(還需要進一步學習,才能一本正經的胡說八道。。。)或者留言的小伙伴給詳細的講講電感,我也學習學習。。。講的不對的地方,希望大家指出和批評。。。先謝謝哈。

    2018/05/24 11:03:15
    9
    lihui710884923
    電源幣:465 | 積分:1 主題帖:150 | 回復帖:493
    LV8
    師長
    分享非常不錯,有些buck電路需要自舉是為啥啊
    2018/05/24 11:21:50
    11
    s453208
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    LV7
    旅長
    這個問題還是有請評委老師們或者后續看到帖子的大神們,跟咱講一下,沒人講等我碼完帖子再給你胡講一下。
    2018/05/24 11:17:32
    10
    s453208
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    LV7
    旅長

    【原理篇--源】:前面講了那么多,總感覺錯過了重點(事實上的確是),那么我還是掉回頭再講一下,buck 的核心,是將一個源轉換成成另一個源,這里的源指的是(電壓源)。。。這個上學時候耳朵聽的都要磨出繭子的名詞,多年后發現依然沒有深入理解,課本上講電壓源是恒壓輸出,不論接什么樣的負載都可以做到恒壓輸出。。。但實際上你又見過幾個真正意義上的恒壓源,實際上的電壓源都是有輸出極限的。也就是恒壓有一個硬性條件,是能夠輸出足夠大的電流,以維持電壓的穩定。恒壓的核心在于能夠給負載提供足夠大的電流,實際上這個電流不可能無限制大,因為就算變換器受得了,線路也會受不了,就算線路能受得了,我的思想也受不了。。。所以buck先生在輸出端表明為5V/1A,即輸出電壓為5V,能提供負載的最大電流為1A(實際應用中你可以比她小,但絕壁不能超過他的標稱值去使用,超過界限,buck不一定會損壞,但是他可能不會讓你后續的電路正常工作,因為你先打破了規則,那么他也不必再去遵循規則),實際當你的超越界限時,你得到的電壓會有所跌落,可能不再是5V(I GUESS,后面我還是要重載測一下,哈哈)。

    講了這么多,你應該明白了,buck輸出的標稱為恒壓,但實際他是電流的提供者,為了恒壓,他必須提供足夠的電流,比如你接一個10k的電阻和一個1k的負載他實際要提供的電流是不一樣的,從其內部構造也能驗證這一點,他的核心是電感,而電感控制的是電流,原理篇就先講這么多吧,水平有限,就醬。。。。

    2018/05/24 11:42:49
    12
    s453208
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    LV7
    旅長

    【測試篇1】(前面原理講的差不多了,那么我們動手才測試一下吧,哈哈。。)

    焊接完整個電路,粗略檢查一下,問題不大(就不用洗板水了,偷懶。。。),輸入端我打算采用24V直流輸入(手里正有一個50-24的明緯電源,功率應該是夠了,自己胡亂算下,接上再說哈)(多說一嘴,輸入功率的選擇是由你的輸出所決定的)先測一下最簡單的,板載有個2835的led燈串了個18歐姆的電阻,我先測下當前輸出電壓是多少。

    上電,燈可以正常點亮,而且很亮(摸了摸電阻不怎么燙,問題不大)量一下VOUT 輸出級兩端。

    2018/05/24 11:43:59
    13
    s453208
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    LV7
    旅長

    2018/05/24 12:02:51
    14
    s453208
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    LV7
    旅長
    加重負載測試放到最后吧,先把其它的東東搞懂一些,再做有風險的測試(寶貝板子就一塊,還是希望慢點壞。)
    2018/05/24 15:45:18
    15
    s453208
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    LV7
    旅長

    【難點篇】:關于TL494內部原理看懂的部分不是很多,但還是要上圖。

    內部感覺相對還是比較復雜的,簡單介紹一下內部功能:

    首先是振蕩器,頻率由RT CT 來絕對,后期我們測一下。

    基準輸出:由內部產生一個5V的參考電壓,否則沒有參考點,比較器輸出也就失去了意義。

    兩個誤差放大器:一個用于穩定VO+  一個用于穩定VO- 產生的誤差反饋,及時調整PWM的占空比,維持輸出。

    死區時間比較器和低壓鎖定都是起到保護功能。(具體運行機制。。。可能得找個專業的人解釋一長坨。。。)

    至于為什么原理圖這么搭就能讓電壓穩定在5V,還是有請大神來做科普(暫時感覺還是解釋不大了,需要進一步學習。)

    先分析到這,就醬。。。

    2018/05/24 15:52:16
    16
    s453208
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    旅長

    【測試篇2】:震蕩波形測試:f = 1/(Rt*Ct)   (我算算。。。看看對不對。。。)

    2018/05/24 16:04:49
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    s453208
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    旅長

    【測試篇3】PWM波形測試:(看看廬山真面目。。。)(輸入為24V,低電平驅動P型mos管)

    2018/05/24 16:12:15
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    s453208
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    LV7
    旅長

    【測試篇4】基準電壓測試(TL494)(比5V要高出一些,不知道為毛。。。)

    2018/05/24 16:21:35
    19
    s453208
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    LV7
    旅長

    【測試篇5】:開關管集電極電壓:

    2018/05/24 16:24:59
    20
    s453208
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    LV7
    旅長

    這個波形不太對,是負載不夠么,我看攻略上拉到us級是如下這樣,我拉過也是ms級這樣。是我示波器不行么。。。如果不是,好像我的沒有紋波,還是應該是我的紋波電容沒拿掉?

    2018/05/24 16:27:21
    21
    s453208
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    LV7
    旅長
    【測試篇告一段落】:現在的水平還不足以擼出總結篇和問題篇,還是要好好學習,等有時間再吧心得繼續往下擼。。。(路漫漫。。筒子們加油。。。)
    2018/05/26 14:45:56
    22
    zhiyiyunmeng
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:213
    LV5
    營長
    你到底是驅動的MOS還是三極管呢?
    2018/05/30 16:21:48
    23
    s453208
    電源幣:490 | 積分:104 主題帖:45 | 回復帖:148
    LV7
    旅長
    TIP32A MOS管哈,上面敘述可能有點岔劈。。。
    2018/05/31 13:41:38
    24
    zhiyiyunmeng
    電源幣:0 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:213
    LV5
    營長
    TIP32A不是三極管嗎
    2018/06/01 14:39:43
    25
    wuhanjikaifei
    電源幣:3 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:34
    LV3
    排長
    R2電阻工作后很燙,為什么啊?怎么解決啊?求高手指點
    2018/06/02 16:33:30
    27
    s453208
    電源幣:490 | 積分:104 主題帖:45 | 回復帖:148
    LV7
    旅長
    兄弟 我給你查了一下,那個R2電阻的規格是150歐姆1/4W,他接芯片的8和11腳,你看下TL494的內部構造圖,應該內部兩個晶體管Q1和Q2的集電極,發射極引腳是9和10腳,在原理圖中應該是R10a和R10b兩個電阻并聯然后到地,這兩個電阻應該是起到限流的作用,你R2電阻發熱肯定是電流太大,不行,你調整一下R10A和R10B的阻值試一下。不知道對不對哈。
    2018/06/02 16:00:49
    26
    s453208
    電源幣:490 | 積分:104 主題帖:45 | 回復帖:148
    LV7
    旅長
    你說得對,謝謝指正,我查的不對,網上有說是mos的,應該是TIP32A,PNP型功率晶體管,3A 60V
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