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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(qiáng)大的功能和超低的價(jià)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(cè)評(píng)請(qǐng)看:http://m.daogou-taobao.cn/bbs/1538956.html


當(dāng)然了,如果你也想擁有一臺(tái),現(xiàn)在是最佳時(shí)機(jī)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(fèi)獲得該款示波器:


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再上電源實(shí)物圖:


_T_09147

關(guān)于這款電源的設(shè)計(jì)背景和過(guò)程請(qǐng)移步:http://m.daogou-taobao.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(jì)和測(cè)試各項(xiàng)參數(shù)都還算比較滿意的,利用DSOX1102G對(duì)環(huán)路進(jìn)行優(yōu)化以后,效率提升了0.13%,

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

不過(guò)也說(shuō)明了損耗減小了0.1235W。

同時(shí)穩(wěn)定性得到了保障。


先來(lái)看看根據(jù)官方資料設(shè)計(jì)的環(huán)路增益曲線:


scope_32


scope_33


scope_34


從DSOX1102G測(cè)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(wèn)題說(shuō)明:

對(duì)于開關(guān)頻率500KHz的電源,一般穿越頻率設(shè)計(jì)為50KHz(1/10*Fsw)較好,過(guò)低會(huì)導(dǎo)致帶寬變小,過(guò)高會(huì)導(dǎo)致輸出中有很大的開關(guān)紋波,同時(shí)容易引入干擾。而測(cè)得的穿越頻率僅為6.3KHz左右,同時(shí)相位裕量有些偏大,增益斜率為-1多點(diǎn)。

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(diǎn)穿越。


與此帖同時(shí)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————?jiǎng)討B(tài)負(fù)載仿真

鏈接:http://m.daogou-taobao.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(jiǎng)品誘惑力相當(dāng)強(qiáng)!!!
0
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2017-03-07 17:29

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


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

提高帶寬,首先的方向就是減小電容值。

所以首先就是對(duì)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(shí)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(diǎn)看看:


C2修改為681(680pF)后,整個(gè)趨勢(shì)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(méi)有變化,但相位裕度卻是有所下降的。

不過(guò)下降得有點(diǎn)低。


那么,到此,基本的趨勢(shì)就比較明晰了。

后面就該針對(duì)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(bǔ)償端的阻容網(wǎng)絡(luò)也是大家比較常見(jiàn)的。從上面的測(cè)試結(jié)果來(lái)看,首先要解決的就是帶寬小了的問(wèn)題,把穿越頻率先搞起來(lái)。提高帶寬,首先的方向就是減小電容值。所以首先就是對(duì)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(shí)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(diǎn)看看:[圖片]C2修改為681(680pF)后,整個(gè)趨勢(shì)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(méi)有變化,但相位裕度卻是有所下降的。不過(guò)下降得有點(diǎn)低。那么,到此,基本的趨勢(shì)就比較明晰了。后面就該針對(duì)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://m.daogou-taobao.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(shí)候,假如10K是0DB  100K正好-20DB?

這樣描述,我就懂了!  對(duì)了嗎?

0
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2017-03-08 14:37
@高手1997
10K-100K的時(shí)候,假如10K是0DB 100K正好-20DB?這樣描述,我就懂了! 對(duì)了嗎?
對(duì),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(lái)更新一下上面調(diào)試后的阻容網(wǎng)絡(luò)的參數(shù):



經(jīng)過(guò)上面的試驗(yàn)分析,可以得出的大概趨勢(shì)為:

1. R1對(duì)穿越頻率的影響比較小,對(duì)相位裕度影響較大。

2. C1對(duì)穿越頻率的影響比較大。

3. C2對(duì)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(jìn)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(diǎn)偏小,而此時(shí)C2卻比C1大。


所以接下來(lái)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(méi)變。


那么先試試調(diào)整下相位裕度:


增加R1到10K,此時(shí),穿越頻率和相位裕度都提升了。


不過(guò)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(méi)有變化。


哈哈,可以得寸進(jìn)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(méi)有變化。


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

所以此時(shí)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(lái)在看看穿越斜率:




10KHZ時(shí)增益為8.84dB

100KHZ時(shí)增益為-8.79dB

8.84+|-8.79|=17.63dB

增益斜率約為-1,單極點(diǎn)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(jìn)行1個(gè)試探調(diào)試掌握了變化趨勢(shì)和1次針對(duì)性的調(diào)試,環(huán)路基本就調(diào)試完成了,而且達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

對(duì)于熟悉網(wǎng)絡(luò)電阻變化趨勢(shì)的工程師來(lái)說(shuō),僅對(duì)阻容網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行1個(gè)循環(huán)的調(diào)試就可以快速完成。

這對(duì)開關(guān)電源可靠性的驗(yàn)證起到了很大的幫助,節(jié)省了很多動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面的測(cè)試時(shí)間,從而可以大大的縮短研發(fā)的周期。


0
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2017-03-08 16:57
@javike
。。。。。。上接第3帖。。。。。。先來(lái)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(guò)上面的試驗(yàn)分析,可以得出的大概趨勢(shì)為:1.R1對(duì)穿越頻率的影響比較小,對(duì)相位裕度影響較大。2.C1對(duì)穿越頻率的影響比較大。3.C2對(duì)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(jìn)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(diǎn)偏小,而此時(shí)C2卻比C1大。所以接下來(lái)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(méi)變。那么先試試調(diào)整下相位裕度:[圖片]增加R1到10K,此時(shí),穿越頻率和相位裕度都提升了。不過(guò)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(méi)有變化。哈哈,可以得寸進(jìn)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(méi)有變化。不過(guò),當(dāng)再次增加R1到18K時(shí),穿越頻率遞增到30KHz左右,同時(shí)相位裕度下降到37.49度了。所以此時(shí)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(lái)在看看穿越斜率:[圖片][圖片]10KHZ時(shí)增益為8.84dB100KHZ時(shí)增益為-8.79dB8.84+|-8.79|=17.63dB增益斜率約為-1,單極點(diǎn)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(jìn)行1個(gè)試探調(diào)試掌握了變化趨勢(shì)和1次針對(duì)性的調(diào)試,環(huán)路基本就調(diào)試完成了,而且達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。對(duì)于熟悉網(wǎng)絡(luò)電阻變化趨勢(shì)的工程師來(lái)說(shuō),僅對(duì)阻容網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行1個(gè)循環(huán)的調(diào)試就可以快速完成。這對(duì)開關(guān)電源可靠性的驗(yàn)證起到了很大的幫助,節(jié)省了很多動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面的測(cè)試時(shí)間,從而可以大大的縮短研發(fā)的周期。
來(lái)來(lái)來(lái),來(lái)2張動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)圖,驗(yàn)證一哈,這環(huán)路修條的成果
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2017-03-08 17:07
@xd285070
來(lái)來(lái)來(lái),來(lái)2張動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)圖,驗(yàn)證一哈,這環(huán)路修條的成果[圖片]
看來(lái)我得改回去再試試驗(yàn)證下。找個(gè)時(shí)間測(cè)試驗(yàn)證下。
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H-power
LV.8
12
2017-03-15 11:09
@javike
看來(lái)我得改回去再試試驗(yàn)證下。找個(gè)時(shí)間測(cè)試驗(yàn)證下。

高壓輸出的電源能測(cè)試嗎?

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2017-03-15 14:46
@H-power
高壓輸出的電源能測(cè)試嗎?
高壓輸出一樣可以使用,使用高壓或者差分探頭即可。
0
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leon5
LV.2
14
2017-05-25 11:37
大家競(jìng)猜下方案吧
0
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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(cè)試電流環(huán)路嗎?
0
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H-power
LV.8
16
2018-03-27 10:29
@leon5
大家競(jìng)猜下方案吧
學(xué)習(xí)
0
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