数控稳压电源旺旺洛小年参考buck pcm

1、 2009 BUCK ? ? 20V ? 12V/4A ? Vin2030VDCVout12VDCVripple125mVp-pVoutdrop250mV ( Iout 200 mA to 3A in 1 s )I out ,max4AFSW100kHzVout 12 .0430DminVin,maxVout 12 020DmaxVin,min50%u L didt(Vin,max Vout ) TonL Iout,max =10%L (30 12) 4 180 H 0.1 42I II= 4+0.054 = 4.2Apeakout,maxout ,max100mV100mV4.2AR 100

2、m 23.8m100 m4sense4.23A1 s250mVI out 200mAi C dudt.I. jCU .IC .jCU Ioutf c2CVoutoutIoutVc10kHzfc Vout 250m 89mZcI.28out1/3RubyconZL16VC 330 FI 760m A TA 105 CsR ESR 72m TA 20 ClowR ESRESR 220m TA 10 Clow11= 48m 2fc Cout6.28 10k 33021R2esr 722 482 86m Zc 2fcCout RubyconZL16VC 1000 FI 1820m A TA 105 C

3、sR ESR 23m TA 20 ClowRESR 69m TA 10 C10kHzhigh21R2esr 232 162 28 m Zc 2fcCout 11= 16m 2fc Cout6.28 10k 100011f 2.3 kHzESR,low2RC6.28 69m 1mESR,low out11f 6.9 kHzESR,high2RC6.28 23m 1mESR,high outXBP1INOUTR11442C11mFV1A11 Vpk 1kHz 03KR223m160 V/V0 V 0 V0简单模型下图为Basso 的电流型功率级模型，功率级传递函数波特图XBP1R1 0 INOUT

4、100kdcU1L1R71a4 12 c180uH8mctrl13CMR2 23mRload 4Vin 20 V3C11mF0C3XBP2R3 38k51pF 7 C2R5 145INOUT360kU31nFLOLR6921kH6100m8COL1kFR4 10kAMPSIMP2Vref2.5 VV301 Vpk 1kHz 00下图对系统的伯特图仿真（红线为功率级传递函数，兰线为系统开环伯特图）pdc斜波补偿设计1、估算电感上升斜率 Vin Vout 8 44.4mA / us180uSonL2、在采样电阻上的映射电压 0.0444 100m 4.44mV / s (由于电感饱和，实际见下图

5、8.8mV/us)Son Ssense1 Son Rsense3、估算电感下降斜率 Vout 12 0.067 A / usSoffL180u4、在采样电阻上的映射电压 0.067 100m 6.7mV / s (由于电感饱和，实际见下图 15mV/us)Soff Ssense 2 Soff RsenseSoff 5、应用补偿大于斜率，可表示为 Se 7.5mV / us(7500V / s)2次谐波不稳定的分析占空比小于 50%时，误差电流IL (0) 在经过几个周期后会自动消失占空比大于 50%时，误差电流I L (0) 会在一个周期内立即被放大，由此而产生频率为 1/2 开关频率的振荡，

6、这被称之为“次谐波振荡”。由上面两图可以总结出：如果下降斜率小于上升斜率（即占空比小于 50%时），误差信号将被消减；如果下降斜率大于上升斜率（即占空比小于 50%时），误差信号将被放大。所以斜波补偿电路的设计思路是：补偿后的电感电流，下降斜率要小于上升斜率。设 Ssense1 为采样电阻上的上升斜率， Ssense 2 为采样电阻上的为下降斜率， Sramp 为补偿斜率则 SCS1 为补偿后的上升斜率， SCS 2 为补偿后的下降斜率导通时刻，补偿后的电压为SCS1t Ssense1t Srampt所以SCS1 Ssense1 SrampSCS 2t Ssense 2t SramptSCS

7、2 Ssense 2 SrampSCS1 SCS 2,(50%)6mV/usUC38422VCSVramp 0RrampVCS Vsense1Rramp RcurrentVsense 0RcurrentV V2CSrampRRrampcurrentRrampRcurrentV V+VCSsenserampRRRRrampcurrentrampcurrentRrampRV current = VsenserampRRRrampcurrent rampRrampR S current SSCSsenserampRRRrampcurrentrampRrampSrampRcurrent Rcurren

8、t M S Rk SR, krampr offrampcurrent1RRRM SRrampcurrentrampr offrampSCS k (Ssense M r Soff)SCS k (Ssense k1Sramp )SCS1 k ( Ssense1k1 Sramp )SCS 2 k ( Ssense2k1 Sramp )Ssense1Sramp Ssense 2 Sramp2Sramp Ssense2 Ssense1 Ssense 2 Ssense1Sramp2100%Ssense1 0 Ssense2Sramp2Ssense 2 Soff 12mV / sSramp 250mV /

9、s2.5V10 sRcurrent 1kRcurrent SSsense 2rampR2rampR 2 current1RS 2 250 33.3k （实际取 20 k ）15ramprampSsense 2Rds=0 018Ohm Vgss=25V Vgs(th)=2-4VQ?L?L?FQA90N15 90A,150VVin+100uH180uHR? 38KR? 2R? 2R?JP?C?C?100KC?Rubycon ZLD?DSEI60-06AIfav=60A trr=60nsRubycon YXF0 22uFC?C?Rubycon YXF 220uF/50V1000uF/16VR?110

10、uF/50VC?10Header 20 1uFR? 10KR?Vin-0 1RD?C?C?T?1N4148变变变变变0 1uF1uFD? 1N4148Q? SB772RM6:Ae=37mm2 Tm=24T Ts=26TR?R? 1K+12 U?72VCCVFBC?3Trans Cupl10ISEN15pF6OUT VREFR?10K81C? 10nFR?CMPEN360K+12R? 10K45C?RT/CTGND51pF+12C?Q?UC3842PU?A LF3531R?0 1uFC?22N22221nFC?1uFR?R?10K131K20KR? 1KR?5 1K-12XBP1INOUT14U

11、7A 0 3 V2 12 V51R126 2 V138k110LM224AD1 Vpk 1kHz0C20C1 51pF R44 400k1nF8412A：输入电压 30V 电感电流B：输入电压 20V 电感电流输入电压 20V 阶跃冲击（1 通道电压，2 通道电流）输入电压 30V 阶跃冲击（1 通道电压，2 通道电流）输入电压为 20V 电感电流波形 (60mV/5us)输入电压为 30V 电感电流波形(80mV/4us)斜坡补偿三极管b、e 极波形对比1 为采样电流补偿后的波形，2 为三极管e 极测试条件：Vin=30V，负载为 27Ohm测试条件：Vin=20V，负载为 27Ohm测试条

12、件：Vin=30V，负载为 4Ohm测试条件：Vin=20V，负载为 4Ohm变压器驱动电路C?T?变变变变变：0.1uFRM6:Ae=37mm2 Tm=24T Ts=26TR?Trans Cupl10电阻两端电压通道为 MOS 管 DS 波形通道为 MOS 管 GS 波形测试条件：变压器通过 10 欧姆电阻接地测试条件：变压器直接接地光耦驱动电路Vgss=25V Vgs(th)=2-4VQ1FQA90N15 90A,150VL1L2Vin+100uHuHR17 38KR1 2R2 2JP2C13Rubycon ZLC3C8R4 10D1DSEI60-06AIfav=60A trr=60nsR

13、ubycon YXF 110uF/50V0 22uFC5C71000uF/16VRubycon YXF 220uF/50VHeader 2R18 10KR3Vin-0 1R+12V+12VQ2 D882R8+5VU31K81Q4 2N2222R11 735062+12V U1L78M05CV+5VR912Q3 SB7723R15 30012VINOUT GND1K54C4 47uF/16VC6 104C101026N137GNDU472VCCVFBGNDC915pF3GNDISEN6C14OUTR16R710K81VREFCMPEN10nF+15360K+15R14 4 10K5C15RT/C

14、TGND51pFJP1C1C11Q5UC3842P1231uFU2A LF3531R50 1uFC1222N2222R10R121nFC210K11uF31K20KR13 1K-15R65 1K-15光耦驱动1 通道 3842 的输出波形1 通道 3842 的输出波形2 通道 6N137 的 6 脚波形（R9 两端未并联C10）2 通道 6N137 的 6 脚波形（R9 两端并联C10）改变 3842 的供电电压，延迟时间比本不受影响84312GND123842Q4 Vce123842Q4 VceR9C10R9C10123842Q4 Vce123842Q4 VceC10101102C10104

15、102123842Q4 Vce123842Q4 VceR81KR8500R8500R8330123842Q412Q3 VecMOSQ3VecQ4VceVgs12Q3 VecMOS12MOSMOSVdsVgsVgs1MOSVds2 通道MOS 管，Vgs 波形（R4 并联 1N4148）R4 两端电压波形R4 两端电压波形（并联 1N4148）调试过程中遇到如下的不稳定：1、电压反馈环路引起的不稳定；2、占空比大于 50%，引起的次谐波振荡；3、驱动电路在反馈电压环太近引起的不稳定；4、驱动电路设计不良引起的不稳定；5、现象描述：负载 27 欧姆时，电感有声音驱动波形较乱，占空比变动幅度大，负载

16、 4 欧姆时，声音消失；测试电流振荡频率为 100Hz给控制电路辅助电源-15V 对地加 10nF 退耦电容，声音变小但不能消除；对-15V，+15V 加 680nF退耦电容，声音变小仍不能消除解决办法：辅助电源做调整，将功率输入电源与驱动电源来源于一个线性电源供电，将 UC3842，与 LF353 的15V 电源，采用一个线性电源供电，声音消失，去掉上面的退耦电容，依旧没有声音，驱动波形稳定，占空比在小范围内变化。（后续试验发现电源输入电压（28V）波动是影响不稳定的主要因素，将一个较好的线性电源做电源的输入问题解决）负载阶跃冲击试验通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（V

17、in=32V，C=10nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=32V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压跌落波形（Vin=20V，C=1nF）通道电感电流波形 1A/100mV通道输入电压波形（Vin=32V，

18、C=1nF）电源启动过程（UC384X 芯片是否存在缺陷？）先给电源输入 32V，再给UC3842 供电通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）通道电感电流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 脚波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）通道电感电流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 脚波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）先给UC3842 供电，再给电源输入 32V通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）通道电感电流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 脚波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）通道电感电流波形 1A/100mV通道输出电压波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）通道电感电流波形 1A/100mV通道UC3842 第 3 脚波形（Vin=32V，负载 4 欧姆）问题出在哪里？Vref 接 0.22uF 电容到地通道电感电流波形 1A/100mV通道UC3842 Vref 波形（先接 32V，后开 3842）1 通道电感电流波形 1A/100mV2 通道UC3842Vref 波