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[導(dǎo)讀] “新能源”是當(dāng)今的一個(gè)熱詞,全球很多企業(yè)都在很投入地忙碌著相關(guān)的新產(chǎn)品研發(fā)。我們還是接著聊聊“小東西”,屬于電源類別里的小東西----車充、車載直流電源,這些產(chǎn)品實(shí)際上采用

“新能源”是當(dāng)今的一個(gè)熱詞,全球很多企業(yè)都在很投入地忙碌著相關(guān)的新產(chǎn)品研發(fā)。我們還是接著聊聊“小東西”,屬于電源類別里的小東西----車充、車載直流電源,這些產(chǎn)品實(shí)際上采用的是DC-DC的開關(guān)電源技術(shù),這種技術(shù)本質(zhì)上是模擬技術(shù),貌似"很成熟",但,想把模擬技術(shù)搞好,業(yè)界工程師們應(yīng)該會(huì)很有體會(huì)----不容易,需要理論,實(shí)踐……更需要沉淀。通過(guò)EDN這個(gè)平臺(tái),希望能夠跟廣大業(yè)界朋友共同探討這種電源技術(shù),希望業(yè)界大拿多拍磚頭,多提具有“正能量的”建設(shè)性技術(shù)建議,以小見大,也希望中國(guó)制造的電源產(chǎn)品能越做越精致。

上一篇我們拆解了“白”, 接著拆!拆解測(cè)試使用的儀器,同樣是RIGOL的DSA815頻譜儀,自制的近場(chǎng)探頭,RIGOL的DP832直流電源,和一臺(tái)數(shù)字示波器,RIGOL的DS1104Z,它有100MHz的測(cè)量帶寬,4個(gè)測(cè)量通道,存儲(chǔ)深度標(biāo)配達(dá)12M個(gè)采樣點(diǎn),選配達(dá)24M個(gè)采樣點(diǎn),開關(guān)電源測(cè)試,需要捕獲長(zhǎng)時(shí)間的信號(hào),存儲(chǔ)深度很重要。

使用DP832對(duì)被測(cè)物提供12V的直流供電,由于電源在空載和帶載時(shí)的工作狀態(tài)會(huì)有不同,輸出特性也會(huì)有所不同,我把這個(gè)車載電源的5V輸出接到行車記錄儀作為負(fù)載,以便觀察實(shí)際工作情況。作為開關(guān)類電源,負(fù)載不同,對(duì)輸出也會(huì)有些影響,業(yè)界在平常測(cè)試時(shí)通常在使用電阻作為測(cè)試負(fù)載,也有用電子負(fù)載的。

時(shí)域+頻域測(cè)量的設(shè)置如下圖所示:

時(shí)域+頻域測(cè)量的設(shè)置

接著拆解第二個(gè),黑色的,標(biāo)記為“黑1”。

它采用的是另一套電路方案,是由另一種單片集成電路和外圍電路組成,也是一種降壓開關(guān)型的DC到DC變換器,芯片可工作的開關(guān)頻率介于100kHz ~ 380KHz之間,拆解圖如圖九所示,電路示意圖如圖十所示。

九: “黑1”的拆解圖

圖十: “黑1”采用的電路方案示意圖

把示波器的探頭接到功率開關(guān)管的輸出端上,我們測(cè)一下在這個(gè)管腳上的實(shí)際的開關(guān)信號(hào)波形,這是個(gè)方波形狀,測(cè)得的開關(guān)頻率是~368KHz,如圖十一所示。憑經(jīng)驗(yàn)判斷,這樣的沿很陡的方波狀的開關(guān)波形對(duì)后面的濾波電路可是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

圖十一:功率開關(guān)管輸出端上的信號(hào)波形

這個(gè)方波形狀的信號(hào)經(jīng)過(guò)后面的濾波電路之后的實(shí)際輸出波形會(huì)如何?我們通過(guò)DS1104Z能看到經(jīng)過(guò)濾波后的5V的直流電壓上面果然有著一群明顯的“毛刺”,峰峰值可真不低,如圖十二所示。

圖十二: “黑1”的5V輸出直流電壓上的開關(guān)紋波

通過(guò)設(shè)置示波器通道的AC耦合之后,我們能測(cè)到這些尖峰狀的紋波的峰峰值有~2.12V左右,真不小。

圖十三:尖峰狀的紋波

這些大的尖峰狀“開關(guān)毛刺”肯定會(huì)產(chǎn)生不小的EMI。我們?cè)儆肈SA815頻譜儀和近場(chǎng)探頭實(shí)測(cè)一下它的EMI情況,的確!結(jié)果發(fā)現(xiàn)一群頻率分布范圍很廣的由基波頻率是365KHz以及是它的頻率的整數(shù)倍的諧波群組成的干擾信號(hào)。可以想象,由于這些尖峰有著豐富的頻譜分量,峰峰值又很大,所以,產(chǎn)生的電磁干擾的強(qiáng)度也不會(huì)小。

圖十四:“黑1”的EMI的頻率成份

圖十五:“黑1”的電磁輻射頻率范圍分布很寬

當(dāng)您在開著車,手機(jī)在充著電的時(shí)候,陪伴著您的不只是“它”,而是一群喧鬧的“它們”!

通過(guò)拆解和微測(cè)可以看到,“黑1”采用的電路方案與“白”截然不同,特性也截然不同。其實(shí),這個(gè)“黑1”就是我上次提到過(guò)的“標(biāo)配的”用于給行車記錄儀供電的那個(gè),由于它有較大的紋波/大的電磁干擾,對(duì)我的車載收音機(jī)構(gòu)成了嚴(yán)重的干擾。網(wǎng)上一搜,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有不少朋友遇到了裝了行車記錄儀或?qū)Ш街缶陀龅搅塑囕d收音機(jī)被干擾的問題,不知所配的電源是否也是這類的,這個(gè)問題我已經(jīng)在《行車記錄儀等設(shè)備對(duì)車載收音機(jī)的電磁干擾》那篇里做了測(cè)試和分析,發(fā)現(xiàn)電源的問題很嚴(yán)重。

“白”與“黑1”都很有個(gè)性,都挺“任性的”。還有沒有其他性格的?尤其是“好性格的”?且聽下回分解。

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