根据套路设计的恒流模块失败

la45088d1

      淘宝上几乎九成的DC-DC恒流模块都是使用恒压型控制芯片，加上额外比较器（一定是LM358）控制FB引脚构成的。比较器一端接一百来毫伏级的基准电压，另一端接几到几十毫欧极电流采样电阻，随后将比较结果以高低电平形式控制FB脚，电流高于设定值关断芯片，低于则开启芯片。
       这种方法感觉有点生硬，不过自己也买了好几块类似的成品，使用起来好像没有什么大问题，虽然恒流模式一般都有啸叫，但是简单地拿万用表看是有一些恒流作用的当然我没有拿示波器看输出质量啊。于是自己设计了一个类似的电路，然后享受了嘉利创5元打样的PCB，结果发现电路效果很差。
       首先做出来的电路无论是在有载和空载下都有啸叫，经过调整，把电压反馈电路的稳压管换成电阻就消除了空载自激；至于带载自激，则通过去掉输出的滤波电感来减小。如果输出有电感，输出直流会寄生一几千赫兹的正弦波，非常漂亮就是像专门的正弦波振荡器输出来的一样，幅值根据恒流值在1.x-2.xV之间变化。如果去掉电感，则输出端输出杂乱的尖峰电压，就是你们看到的图例，但是持续波动幅度比输出正弦波小，但偶尔还会有很大的尖峰出现。

la45088d1

因为刚好遇见你，苟利国家生死以。（patch for word limitation）

la45088d1

测试结果,输出毛刺极大，只能用于对纹波不敏感的场合如电池充电等：

la45088d1

对这个电路简单测试了效率，发现只有8x%，长时间接近满载测试发现电感很烫，MOSFET和PWM芯片比较热但还好，二极管和输出滤波电容温度也比较高。感觉MOSFET损耗不大，毕竟是Infineon性能非常好的新品和Texas Instruments不错的PWM控制器的结合，使得Gate电压上升下降都很陡峭，30ns左右。损耗一大半都被电感，电容和二极管占了。不过一体成型电感是最好的电感之一了，不知道为啥损耗大。电流肯定不会超，温升电流就5A以上了，输入电流才2.xA远远达不到。

qdmgw

可以照这个图做锂电池充电器了

apple5050

恒压芯片用于恒流要想指标好，滤波、电流取样等各方面都要精确设计的。不是随便画一个电路都好用。既然有示波器，慢慢调吧，做好了会很有收获。

简燕

"..........加上额外比较器（一定是LM358）控制FB引脚构成的。比较器一端接一百来毫伏级的基准电压，另一端接几到几十毫欧极电流采样电阻，随后将比较结果以高低电平形式控制FB脚，电流高于设定值关断芯片，低于则开启芯片。"

这段话的理解,是错的.

FB端需要的信号,是一个连续的电压信号,不是开关量.第一张图,U1是一个双运放.U1B工作在比较器状态,而U1A,则是带减法的积分器,输出是个连续电压值.

再看第二张图,恒压控制回路,恒流控制回路,从基本原理上都是错的.U1的电源接法也不对.把稳压管换成电阻,实际上就是把开关量信号换回了连续量信号.恒流控制部分,也得按照这个思路来修改,电路才具备正常工作的条件.

还有一点,就是电流控制型芯片,在脉宽超过50%时,控制回路需要斜率补偿,否则会自激.斜率补偿的元器件,对应到图纸就是R2,C4的取值和电路连接方法.这俩元器件的取值和连接方法很关键,不是随便用的.

最后一点,开关电源,同样的电路图,PCB的布局对性能和稳定性至关重要,当然,现在楼主的电路,还不需要考虑这个问题.

la45088d1

简燕 发表于 2019-5-26 11:59
"..........加上额外比较器（一定是LM358）控制FB引脚构成的。比较器一端接一百来毫伏级的基准电压，另一端 ...

请先学好模电再来指点江山。LM358的输入级如图所示：
图中LM358全部工作在负电源轨附近，相差可以说不高于100mV，你自己看此时LM358还有线性区吗？只能是作为比较器用输出高低电平判断正负输入的状态，还积分器，笑笑不说话，你给一个对地的负电源我还信。

其二，LM3488的框图如下：
FB虽然是接受模拟输入的，但是被Error Amplifier转化为开关量来处理；如果我按照类似的方法，现在外部将电流信号处理成开关量，再送入FB引脚其实也差不多。这电压信号由内部EA二值化，电流信号由外部EA二值化，再进内部输出依然是二值化的。



这个电路真正的问题是，额外比较器带来的环路延迟太大，使得输出不能及时反馈到输入端，等到反馈到了已经偏离太多了，然后又往反方向走极端调节，以此反复就形成振荡。U1A中的电容是高频负反馈起到滤除尖峰防止比较器误翻转作用，不过再我的电路中，加上这个电容反而会引起更大的输出纹波，而把电容接到同相输入端和输出端引入高平正反馈加速纹波的响应速度反倒可以降低输出纹波。

aacyxjz

学习了，之前买过类似的恒压恒流小模块，反正是充电池，没在意这么多。

xbxxdiy

原来一楼电路图电感是刻意漏画了。。。

wulishui

我也按照这个外加电路做了几个模块，无一例外和买来的一样带载啸叫，无法避免。严重的接上电机只有吱吱声，无法用。如果去掉恒流控制部分，模块工作就非常好，上十几安一点事都没有。但是这个电路用在3r33的MP2307上却非常完美，一切都按设定的走。
同样的电路，用在线性降压上就无问题，什么问题都没有。

简燕

la45088d1 发表于 2019-5-26 12:46
请先学好模电再来指点江山。LM358的输入级如图所示：
图中LM358全部工作在负电源轨附近，相差可以说不高 ...

指点江山的事我可不敢做.模电也一直在学,正所谓活到老学到老.

象这类简单技术上的问题,就那么点事情.用运放,构建比例放大器,积分器,微分器,比较器,这些都是通用电路结构,没什么可争议的.动手搭一个这样的电路,或者用电脑仿真,结果会很明确.运放电路用单电源还是双电源,只是影响其性能,不会改变运算逻辑的属性.

还有就是LM3488这个PWM控制芯片,PWM是"脉冲宽度调制",你静下心来看看芯片文档,自己解释通脉宽调制的原理和过程,就会明白,FB端不能输入开关量信号.

wulishui

简燕 发表于 2019-5-26 18:25
指点江山的事我可不敢做.模电也一直在学,正所谓活到老学到老.

象这类简单技术上的问题,就那么点事情.用 ...

这里他是用错了，他以为使用稳压管就省去了调节电压的麻烦。别说稳压管了，在这里串入一个二极管都不行。

la45088d1

简燕 发表于 2019-5-26 18:25
指点江山的事我可不敢做.模电也一直在学,正所谓活到老学到老.

象这类简单技术上的问题,就那么点事情.用运 ...

看来你对运放一无所知，估计你连比较器和运放都分不清楚。
你可以自己试试用运放放大临近负电源轨的信号你就知道为什么运放会有共模电压限制了。临近负电源轨，像LM358那种结构根本别提线性区了，能做比较器就不错了。原理图已经一清二楚，你自己不会分析你模电还是不要学了。

梅花一党

简燕 发表于 2019-5-26 18:25
指点江山的事我可不敢做.模电也一直在学,正所谓活到老学到老.

象这类简单技术上的问题,就那么点事情.用运 ...

其实这里80%以上都是喜欢自己折腾的爱好者。。。基础很难扎实啊

简燕

la45088d1 发表于 2019-5-26 19:16
看来你对运放一无所知，估计你连比较器和运放都分不清楚。
你可以自己试试用运放放大临近负电源轨的信号 ...

技术问题的探讨,是很具体的,就事论事.顾左右而言它的方式很无聊.

https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=11358

这是我发在论坛的一个帖子,基本都是用运放设计的的,技术方面的问题,欢迎批评指正.

梅花一党

简燕 发表于 2019-5-26 11:59
"..........加上额外比较器（一定是LM358）控制FB引脚构成的。比较器一端接一百来毫伏级的基准电压，另一端 ...

哈哈。。。有点意思。。

我也是看这个问题