罗姆降压型DCDC转换器IC评估板“BD9G500EFJ-EVK-001”测评及交通信号灯应用实测(2)

※文章转载自电子产品世界,作者为mamneng

大家好,我是mamneng,非常幸运通过罗姆和电子产品世界的筛选拿到评估板。

上一期,为大家带来了BD9G500EFJ-EVK-001的开箱。这期,将为大家带来带负载测评开关频率测试,宽电压测试输入测试,ESD静电打击测试。

二:带负载测评开关频率测试

电源如同人类的循环系统,是能源输入输出的地方,电源设计在整个电子系统设计中占有重要地位。不仅要满足性能,还要符合EMC、EMI,各种国际标准,国家标准等等。

罗姆BD9G500EFJ-EVK-001开发板原理图和元器件参数

arduino explorer rover

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BD9G500EFJ-LA可通过连接RT电阻设置任意内部振荡器频率。推荐频率设置范围为100 kHz至650 kHz,用于设置可使用的频率:

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实际计算值:

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万用表测量:输出 5.013V,用可调电源,进行空载,负载测试。

测试步骤:

1)可调电源设定为8V~48V电源可变,接在电源板子板的输入端;
2)接入负载,负载为MP157工业采集板子,电流动态变化,5V电压,电流2.5A峰值,稳定后1.5A左右,
3)使用示波器观察电源纹波是否存在突变,测试Vout测试开关频率并记录。

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5V输出稳定。

即使调节到最大48V输入,依然可以输出5V,2A稳定输出,这么大压差,没有问题,这是极少数电源芯片能够做到的。

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开关频率越高, 好处是可以用小电感,频率高了, 环路的带宽适当变高, 系统的瞬态响应会好 ,环路稳定。但并不是越高越好,开关损耗越大,同时电感的磁芯损耗也会变大。通常高频的BUCK芯片内部管子的导通电阻会较小来弥补这些损耗,Buck的开关损耗和电感的迟滞和涡流损耗也变大了, 所以这是种一种折中。另外有的系统对某些频率的干扰敏感, 我们需要选择适合开关频率,避开敏感频段。

芯片推荐参数:

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Vout 和开关频率波形:

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开关频率和理论是基本吻合。PWM方波规整,无毛刺。转空比44% ,Vout输出电压电流稳定,无毛刺,波纹看不到。
具体测试视频如下链接:
https://www.bilibili.com/video/BV1QS4y157oH

三:宽电压测试输入测试、ESD静电打击测试
BD9G500EFJ-LA是一款非常优秀的DC-DC Buck降压稳压芯片。宽电压 7 V至76 V输入,5 A集成高侧MOSFET,单降压DC/DC转换器。

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何为Buck?降压电路是BUCK电路,开关S闭合的时候,VD二极管承受负压关断,电感充电,电流正向流动,电流值呈现指数上升趋势。开关S断开的时候,VD二极管起续流作用,电感开始放电,电流逐渐下降,通过负载和二极管回到电感另外一端,短暂供电。这样电压就能降低。实际使用的时候,S开关是通过MOSFE或者IGBT实现的,输出电压等于输入电压乘以PWM波的占空比。

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通过测评二可知,电源测试版把电压稳定到5vl了。下面进行宽电压输入测试:首先把电源调整到10V,测试输出电压:

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通过万用表和示波器测试结果可,输出5V稳定。万用表5.02V和示波器5.12V,示波器的有效值一定是软件计算出来的。万用表一般有一个有效值电路的硬件得出。万用表一般只能测静态或低频信号,就像照相机一样,采样率最高kSa/s级别,“咔-咔-咔”进行采样;对于低频及直流信号通常用万用表测,得益于积分电路高ADC分辨率,测的更准,误差很小,一般在万分之一以下。

示波器主要用来观测时域信号的,对于几个微秒变化非常快的信号要示波器才能抓到。示波器一般用来测占空比、频率、脉宽、峰峰值等时间和电压上的测量。

对于电源质量,示波器看到输出电压波纹非常小,160MV,电源质量高。

下面进行加压测试:分别测试20V,30V,40V,48V输出,看看芯片能否稳定5V输出。

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加压过程中,万用表稳定在5V,示波器没有毛刺出现。输入输出电压这么大也没问题,可以说芯片BUCK电路非常稳定可靠。

下面进行带负载测试:输入15.6V ,电流1.27A 。负载测试:输出5v,稳定,电流3.5A 。

电源效率:电源使用效率(PUE,power usage effectiveness)=5*3.4/(15.6*1.27)=85.8%。

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频繁开关测试:

开发板上有个EN使能开关,进行频繁开关,板子输出电压,电流无异常。

ESD测试:

DC-DC电源产品要做静电ESD测试,测试无异常可以正常:

GB19951-2005 ±8k空气放电Level 3
GB19951-2005 ±6kV接触放电Level 3

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以上就是本期分享的内容,下期我们将继续,尽情期待。

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