01 Buck电路
一、前言
昨晚焊接的这款测试电路板,一不小心,电路冒烟了。下午下课之后,查找一下存在的问题。为什么会烧掉。接下来对于该电路继续调试。
二、修理电路
首先,拆焊下烧坏的RT8024 Buck芯片。很可惜,也许昨天芯片燃烧的太剧烈了。线路已经完全烧没了。最后重新制作一块测试电路板。
一分钟之后,获得了新的测试电路板。下面将可以使用的元器件从旧电路板搬移到新电路板上。重新选择了两颗新的RT8024焊接上。经过清洗,电路板做了再次测试的准备了。
三、测试结果
下面给两个通道施加 5V电源,测量它们各自的输出。为了避免电路再次烧坏,先将它们的输出相互断开。两路Buck电源输入都是5V。第一路输出为 3.3V。第二路输出为 2V左右。现在发现原理图设计错误,原本积分输出信号现在连接错误了。将原来的连接断开,将 U4 第一管脚连接到 U2 的第五管脚。在PCB图上,需要通过跳线进行修改。这样才能够完成第二路的电流跟踪第一路输出电流。
使用一个跳线修改了误差积分电容到 U2 的调整端。下面上电进行测试。经过观察发现,在一定负载下,电路输出电压会有跳动。在采样电阻后面,增加了两个滤波电容,此外,对于积分电容修改为 1微法,经过修改之后,电路就稳定了。下面测试电路的输出电流。
▲ 图1.3.1 最终的电路图
在负载电流100mA的情况下,输出电压是稳定的。当负载电流为 200mA时,输出电压发生了振荡。500mA负载电流下,输出电压振荡加剧。
▲ 图1.3.2 输出电压信号:100mA
▲ 图1.3.3 输出电压波形:200mA
将输入电压从5V提高到 9V,此时对应的振荡消失了。下面利用电子负载给并联Buck电路不通的负载电流。测量在这个过程中,两个通道各自的工作电流。由于是开关电源,效率很高,所以两路的工作电流,也就是两路的输入电流与它们的输出电流基本上成正比。在此过程中输出电压非常稳定。此时对应的电流采样电阻为 1欧姆。测试结果显示,两路电流匹配的非常好。之间的差异在5% 之内。这些差别应该来自于线路中分布的电阻以及 采样电阻之间的差异。
▲ 图1.3.4 不同负载电流下两个通道的工作电流
将采样电阻从原来的1欧姆,修改成 0.22欧姆,此时外部引线上的电阻对于电路影响比重增加了。反映到测量结果来看,在不同的负载下,两个通道工作电流偏差比较大了。为了改进,需要对电路布线和采样电阻进一步优化。
▲ 采样电阻0.22欧姆情况下对应的两路工作电流
※ 总 结 ※
本文验证了两个Buck电路精密并联的电路。利用输入采样电阻获得两路的工作电流,使用一个高共模输入运放 LT1490 对采样电压的误差进行积分,调节第二个 Buck电路输出电压,使得两路输出电流可以达到非常高的匹配。为了进一步提高两路匹配精度,后面还需要对电路布局进行优化。
参考资料
[1]两个Buck电路输出电流精密跟踪(电路烧掉了): https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/135276739
[2]Paralleling Linear Regulators Made Easy: https://www.analog.com/en/technical-articles/paralleling-linear-regulators-made-easy.html
[3]精密跟踪BUCK电源并联: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135158257
[4]Buck电路并联对应的均流测量: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135154013
[5]如何将多个LDO进行并联: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135139289
[6]稳压芯片并联的结果: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135132511