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【是德征文】高效率高功率密度DC-DC車載筆記本電源環(huán)路分析的調(diào)試分享

前2天是德科技發(fā)布了新品InfiniiViSion 1000X系列示波器,其強大的功能和超低的價格誘惑力巨大啊。

得空,我就小試了一下DSOX1102G的環(huán)路分析功能。

先上主角:


_T_09139A

關(guān)于DSOX1102G的詳細(xì)測評請看:http://www.e-ticket.cn/bbs/1538956.html


當(dāng)然了,如果你也想擁有一臺,現(xiàn)在是最佳時機哦,本月是是德科技的第二屆感恩月。


你有3種方式可以免費獲得該款示波器:


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再上電源實物圖:


_T_09147

關(guān)于這款電源的設(shè)計背景和過程請移步:http://www.e-ticket.cn/bbs/1539173.html

電源規(guī)格為:



輸入:DC12V(10~15V)

輸出:DC19V/5A

尺寸:L50.0*W30.5mm


原本設(shè)計和測試各項參數(shù)都還算比較滿意的,利用DSOX1102G對環(huán)路進行優(yōu)化以后,效率提升了0.13%,

雖說效率提示不明顯,但對于目前效率已經(jīng)高達98.23%的基礎(chǔ)上再度提升已經(jīng)算不容易了。

不過也說明了損耗減小了0.1235W。

同時穩(wěn)定性得到了保障。


先來看看根據(jù)官方資料設(shè)計的環(huán)路增益曲線:


scope_32


scope_33


scope_34


從DSOX1102G測試的環(huán)路增益圖中,

這3張圖分別表示的是穿越頻率附近的增益和相位,以及穿越頻率附近10倍程頻范圍內(nèi)的增益斜率



再看看官方DEMO資料給出的增益曲線圖:


1



問題說明:

對于開關(guān)頻率500KHz的電源,一般穿越頻率設(shè)計為50KHz(1/10*Fsw)較好,過低會導(dǎo)致帶寬變小,過高會導(dǎo)致輸出中有很大的開關(guān)紋波,同時容易引入干擾。而測得的穿越頻率僅為6.3KHz左右,同時相位裕量有些偏大,增益斜率為-1多點。

官方DEMO的穿越頻率為19KHz左右,相位裕量約55-60度。


那么,調(diào)整目標(biāo)為:

1. 穿越頻率約為1/20*Fsw

2. 相位裕量在40-60度范圍內(nèi)

3. 增益斜率約為-1左右,保證單極點穿越。


與此帖同時開帖的【是德征文】技術(shù)帖還有:

【是德征文】細(xì)數(shù)示波器中那些你不知道的功能之————動態(tài)負(fù)載仿真

鏈接:http://www.e-ticket.cn/bbs/1539145.html


。。。。。。下接第3帖。。。。。。



全部回復(fù)(15)
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倒序查看
斌520
LV.9
2
2017-03-04 18:16
獎品誘惑力相當(dāng)強?。?!
0
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2017-03-07 17:29

反饋環(huán)路的補償端的阻容網(wǎng)絡(luò)也是大家比較常見的。


從上面的測試結(jié)果來看,首先要解決的就是帶寬小了的問題,把穿越頻率先搞起來。

提高帶寬,首先的方向就是減小電容值。

所以首先就是對C1和C2減小看看。


C1較大,所以C1首當(dāng)其沖:

把C1修改為102(1nF)后

穿越頻率明顯提升,同時相位裕度也有下降


C2已經(jīng)比較小了,所以再試試把C1加大點看看:


C2修改為681(680pF)后,整個趨勢和上面修改C1的節(jié)奏是一致的,穿越頻率增加,相位裕度降低。


那么再試試修改R1的效果:


把R1修改為3.9K之后,穿越頻率基本沒有變化,但相位裕度卻是有所下降的。

不過下降得有點低。


那么,到此,基本的趨勢就比較明晰了。

后面就該針對性的調(diào)整到目標(biāo)值了。


。。。。。。下接第9帖。。。。。。




0
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2017-03-07 19:25
@javike
[圖片]反饋環(huán)路的補償端的阻容網(wǎng)絡(luò)也是大家比較常見的。從上面的測試結(jié)果來看,首先要解決的就是帶寬小了的問題,把穿越頻率先搞起來。提高帶寬,首先的方向就是減小電容值。所以首先就是對C1和C2減小看看。C1較大,所以C1首當(dāng)其沖:[圖片]把C1修改為102(1nF)后穿越頻率明顯提升,同時相位裕度也有下降C2已經(jīng)比較小了,所以再試試把C1加大點看看:[圖片]C2修改為681(680pF)后,整個趨勢和上面修改C1的節(jié)奏是一致的,穿越頻率增加,相位裕度降低。那么再試試修改R1的效果:[圖片]把R1修改為3.9K之后,穿越頻率基本沒有變化,但相位裕度卻是有所下降的。不過下降得有點低。那么,到此,基本的趨勢就比較明晰了。后面就該針對性的調(diào)整到目標(biāo)值了。。。。。。。下接第9帖。。。。。。
斜率-1,該怎樣理解和描述呢?
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2017-03-07 20:01
@高手1997
斜率-1,該怎樣理解和描述呢?
-20dB/10倍程頻為-1
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2017-03-07 20:03
@高手1997
斜率-1,該怎樣理解和描述呢?

電源網(wǎng)公開課視頻中有做講解

鏈接:http://www.e-ticket.cn/class/video_1439.html

0
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2017-03-08 14:03
@javike
-20dB/10倍程頻為-1

10K-100K的時候,假如10K是0DB  100K正好-20DB?

這樣描述,我就懂了!  對了嗎?

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2017-03-08 14:37
@高手1997
10K-100K的時候,假如10K是0DB 100K正好-20DB?這樣描述,我就懂了! 對了嗎?
對,這是-1的增益斜率
0
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2017-03-08 16:39

。。。。。。上接第3帖。。。。。。


先來更新一下上面調(diào)試后的阻容網(wǎng)絡(luò)的參數(shù):



經(jīng)過上面的試驗分析,可以得出的大概趨勢為:

1. R1對穿越頻率的影響比較小,對相位裕度影響較大。

2. C1對穿越頻率的影響比較大。

3. C2對穿越頻率和相位裕度都有影響。


所以,首當(dāng)其沖就是C1了。

下面進一步減小C1提高穿越頻率:

把C1改為471(470pF)后,穿越頻率約為25KHz。

但相位裕度有點偏小,而此時C2卻比C1大。


所以接下來試著減小C2:


減小C2到331(330pF)后,穿越頻率又回到了20KHz這左右。相位裕度卻基本沒變。


那么先試試調(diào)整下相位裕度:


增加R1到10K,此時,穿越頻率和相位裕度都提升了。


不過相位裕度剛好40dB左右,


于是試著再稍微提升相位裕度看看:


將R1增加到12K,相位裕度有了小幅度的提升,穿越頻率基本保持沒有變化。


哈哈,可以得寸進尺了,繼續(xù)提升:


將R1增加到15K,相位裕度提升到43.8度,穿越頻率還是很乖的沒有變化。


不過,當(dāng)再次增加R1到18K時,穿越頻率遞增到30KHz左右,同時相位裕度下降到37.49度了。

所以此時已經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折了,于是我就把R1修改回15K了。

到此參數(shù)基本定型。


接下來在看看穿越斜率:




10KHZ時增益為8.84dB

100KHZ時增益為-8.79dB

8.84+|-8.79|=17.63dB

增益斜率約為-1,單極點穿越

到此,環(huán)路就算調(diào)試完成了。


在看看最后的參數(shù):



總結(jié)一下:

采用DSOX1102G僅進行1個試探調(diào)試掌握了變化趨勢和1次針對性的調(diào)試,環(huán)路基本就調(diào)試完成了,而且達到預(yù)期的目標(biāo)。

對于熟悉網(wǎng)絡(luò)電阻變化趨勢的工程師來說,僅對阻容網(wǎng)絡(luò)進行1個循環(huán)的調(diào)試就可以快速完成。

這對開關(guān)電源可靠性的驗證起到了很大的幫助,節(jié)省了很多動態(tài)響應(yīng)方面的測試時間,從而可以大大的縮短研發(fā)的周期。


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2017-03-08 16:57
@javike
。。。。。。上接第3帖。。。。。。先來更新一下上面調(diào)試后的阻容網(wǎng)絡(luò)的參數(shù):[圖片]經(jīng)過上面的試驗分析,可以得出的大概趨勢為:1.R1對穿越頻率的影響比較小,對相位裕度影響較大。2.C1對穿越頻率的影響比較大。3.C2對穿越頻率和相位裕度都有影響。所以,首當(dāng)其沖就是C1了。下面進一步減小C1提高穿越頻率:[圖片]把C1改為471(470pF)后,穿越頻率約為25KHz。但相位裕度有點偏小,而此時C2卻比C1大。所以接下來試著減小C2:[圖片]減小C2到331(330pF)后,穿越頻率又回到了20KHz這左右。相位裕度卻基本沒變。那么先試試調(diào)整下相位裕度:[圖片]增加R1到10K,此時,穿越頻率和相位裕度都提升了。不過相位裕度剛好40dB左右,于是試著再稍微提升相位裕度看看:[圖片]將R1增加到12K,相位裕度有了小幅度的提升,穿越頻率基本保持沒有變化。哈哈,可以得寸進尺了,繼續(xù)提升:[圖片]將R1增加到15K,相位裕度提升到43.8度,穿越頻率還是很乖的沒有變化。不過,當(dāng)再次增加R1到18K時,穿越頻率遞增到30KHz左右,同時相位裕度下降到37.49度了。所以此時已經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折了,于是我就把R1修改回15K了。到此參數(shù)基本定型。接下來在看看穿越斜率:[圖片][圖片]10KHZ時增益為8.84dB100KHZ時增益為-8.79dB8.84+|-8.79|=17.63dB增益斜率約為-1,單極點穿越到此,環(huán)路就算調(diào)試完成了。在看看最后的參數(shù):[圖片]總結(jié)一下:采用DSOX1102G僅進行1個試探調(diào)試掌握了變化趨勢和1次針對性的調(diào)試,環(huán)路基本就調(diào)試完成了,而且達到預(yù)期的目標(biāo)。對于熟悉網(wǎng)絡(luò)電阻變化趨勢的工程師來說,僅對阻容網(wǎng)絡(luò)進行1個循環(huán)的調(diào)試就可以快速完成。這對開關(guān)電源可靠性的驗證起到了很大的幫助,節(jié)省了很多動態(tài)響應(yīng)方面的測試時間,從而可以大大的縮短研發(fā)的周期。
來來來,來2張動態(tài)實測圖,驗證一哈,這環(huán)路修條的成果
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2017-03-08 17:07
@xd285070
來來來,來2張動態(tài)實測圖,驗證一哈,這環(huán)路修條的成果[圖片]
看來我得改回去再試試驗證下。找個時間測試驗證下。
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H-power
LV.8
12
2017-03-15 11:09
@javike
看來我得改回去再試試驗證下。找個時間測試驗證下。

高壓輸出的電源能測試嗎?

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2017-03-15 14:46
@H-power
高壓輸出的電源能測試嗎?
高壓輸出一樣可以使用,使用高壓或者差分探頭即可。
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leon5
LV.2
14
2017-05-25 11:37
大家競猜下方案吧
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kzsc20
LV.4
15
2017-12-13 13:59
@javike
高壓輸出一樣可以使用,使用高壓或者差分探頭即可。
能測試電流環(huán)路嗎?
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H-power
LV.8
16
2018-03-27 10:29
@leon5
大家競猜下方案吧
學(xué)習(xí)
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