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如何供电、加载、以及测试电源管理电路?(第二部分)
电源管理应用工程师
美国国家半导体
基于不同的考虑有不同电路结构
大多数直流电源转换器电路结构中包含输入电容和输出电容,然而电阻Z2表现出不同的结构。
有些转换器例如升压转换器,在它的输入端有一个电感。一个典型的例子即美国国家半导体LM3481型升压控制器。它的电路结构中处于输入端的电感使得输入电流变化得非常缓慢,由于这种微弱的输入电流波动,因而不需要太大的输入电容,因此其直流供电也相对稳定。
但是升压转换器的启动需要大输入电流,顾名思义,在这种电路结构中输入电流要比输出电流大很多。在整个启动过程中,需要对输出电容进行充电,这就需要在启动过程中有大的占空比和大输入电流。
在步降开关模式电源供电中,输入电流通常比输出电流要小,对于步降电源中的输出电容的充电过程,其所需的输入电流比升压转换器的要小。一个例子就是美国国家半导体的LM5575型的简易步降电源开关,它提供了一种可调的软启动功能,可以用于降低实验室电源的启动负载。
测试模式下的电路加载
一种简单的测试模式下的被测电路加载方法就是使用电子式负载箱,这时只需要直接调节负载箱的负载电流,而不需要专门设置合适的电阻,可以通过增加和减少电阻来调节实现。
尽管如此,对于许多电源供电测试来说,电子式负载箱的电路行为和实际系统中的负载是不一样的,负载箱中的主动控制环路可以保持恒定的电流,当在电路测试中启动被测电路后缓慢增加输出电压,负载箱会改变它的阻抗(图2中的Z3)持续下拉电流,有时这个阻抗会非常低,输出负载非常高,以至于测试电路无法建立起输出全电压。大部分的负载箱也可以设置成为固定电阻值而不是固定电流值,尽管常常固定电流值会简化测试。
图4显示了一个降压稳压器的启动过程的示波器图,其中输出端有活动负载。
图4
图5显示了同样的启动过程,不过其输出端是纯电阻和被动负载。
图5
在这些启动测试中,通过控制实验室电源供电按钮(通道2,紫色)缓慢增加输入电压,通道4(绿色)显示输出电流是1A,通道1(黄色)显示被测电路的输出电压,被设置为5V图4显示了当活动负载在开始调节1A电流时所出现的大的电流尖峰,负载将电流上拉至1A, 在此过程中,评估板(通道1)的输出电压被强制为低。
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