直流電源測試方案

測試步驟：首先對模型功能及典型電路進行測試，然后分析和驗證論文中恒流源電路！

芯片LM2596內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)

芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、PS：PS5V/1A——5V/1A直流電源測試

12V輸入、5V/1A輸出降壓電源

仿真設(shè)置

測試波形

V(ONOFF)為低電平時系統(tǒng)正常工作，開始為軟啟動過程，然后進行恒壓工作模式。

SW與輸出電壓波形：SW為高時輸出電壓上升，SW為低時輸出電壓下降；

開關(guān)周期6.7us——開關(guān)頻率150kHz

2、PS：PS5V/3A——5V/3A直流電源測試

參考電路

12V輸入、5V/3A輸出降壓電源

測試波形

V(ONOFF)為低電平時系統(tǒng)正常工作，開始為軟啟動過程，然后進行恒壓工作模式。

SW與輸出電壓波形：SW為高時輸出電壓上升，SW為低時輸出電壓下降；

開關(guān)周期6.7us——開關(guān)頻率150kHz

3、PS：LEDPS——370mA恒流源時域測試

參考論文：《基于DCDC開關(guān)穩(wěn)壓器的大功率LED恒流驅(qū)動設(shè)計》

參考電路：370mA恒流源電路

環(huán)路穩(wěn)定時：CF3=100n、RF=100meg

環(huán)路振蕩時：CF3=1p、RF=100m

時域與頻域同時對比測試！

U2與U3補償頻率一致，采用10倍法則

恒流源仿真電路：開始時負(fù)載為20歐姆，電源工作于恒流源模式370mA——

I(RL)×Rs×((R3+R4)/R4)=1.235+0.4(等效二極管D5 導(dǎo)通壓降)，I(RL)=16.3/44=370mA，2ms開始恒流，4ms負(fù)載電阻增大時電流降低；

4ms時負(fù)載變?yōu)?0+20=70歐姆，穩(wěn)定后電源工作于恒壓模式16.3V——

V(OUT)為輸出電壓波形，恒流時輸出電壓為恒流值與負(fù)載電阻乘積，當(dāng)負(fù)載變輕時為恒壓輸出，輸出電壓約為(1.235+0.4(二極管D5 導(dǎo)通壓降))×(R8+R9)/R9=16.3V

仿真設(shè)置

恒流工作：輸出電流365mA、輸出電壓7.346V

測試波形：I(RL)為負(fù)載電流波形I(RL)×Rs×((R3+R4)/R4)=1.235+0.4(等效二極管D5 導(dǎo)通壓降)，I(RL)=16.3/44=370mA，2ms開始恒流，4ms負(fù)載電阻增大時電流降低；

V(OUT)為輸出電壓波形，恒流時輸出電壓為恒流值與負(fù)載電阻乘積，當(dāng)負(fù)載變輕時為恒壓輸出，輸出電壓約為(1.235+0.4(二極管D5 導(dǎo)通壓降))×(R8+R9)/R9=16.3V；

V(SW)為開關(guān)波形

恒壓工作：輸出電壓16.1V、輸出電流229mA

4、PS：LEDPS stable——370mA恒流源穩(wěn)定性測試

5.1恒流工作穩(wěn)定性測試——時域與頻域同時對比測試！

5.1.1電路正常工作：

環(huán)路穩(wěn)定時：CF1=100n、RF=100meg

環(huán)路振蕩時：CF1=1p、RF=100m

電路正常工作時的頻域測試電路

環(huán)路增益與相位頻率特性曲線

環(huán)路增益為0dB時的相位裕度為55.6度——電路穩(wěn)定工作

環(huán)路穩(wěn)定時：CF3=100n、RF=100meg

環(huán)路振蕩時：CF3=1p、RF=100m

時域與頻域同時對比測試！

電路正常工作時的時域測試電路

電路正常工作時的瞬態(tài)測試波形：輸出電流367mA、輸出電壓7.383V

5.1.2電路振蕩未正常工作：

環(huán)路穩(wěn)定時：CF1=100n、RF=100meg

環(huán)路振蕩時：CF1=1p、RF=100m

時域與頻域同時對比測試！

電路振蕩時的頻域測試電路

環(huán)路增益與相位頻率特性曲線

環(huán)路增益為0dB時的相位裕度為25.8度——電路振蕩

環(huán)路穩(wěn)定時：CF3=100n、RF=100meg

環(huán)路振蕩時：CF3=1p、RF=100m

時域與頻域同時對比測試！

電路振蕩時時域測試電路

電路振蕩時的瞬態(tài)測試波形

5.2 恒壓工作穩(wěn)定性測試

環(huán)路頻域測試電路

環(huán)路增益與相位頻率特性曲線

環(huán)路增益為0dB時的相位裕度為57度——電路穩(wěn)定工作

電路穩(wěn)定工作時的時域測試電路：負(fù)載電阻為20+50=70歐姆

電路穩(wěn)定工作時的瞬態(tài)測試波形

輸出電壓、電感電流與開關(guān)電壓波形：輸出電壓16.1V

5、PS：Over Temp——過熱保護電路測試

過熱保護電路

R14實現(xiàn)滯環(huán)功能：

溫度超過設(shè)定值時VT變低，通過R14使得OT電壓更低；

溫度恢復(fù)正常值時VT變高，通過R14使得OT電壓更高；

VT為高時過熱保護無效，VT為低時過熱保護起作用、電源停止工作；

開機時VT為高。

瞬態(tài)仿真設(shè)置

測試波形與數(shù)據(jù)：

運放正輸入V(OT)高于負(fù)輸入V(REF)時輸出為V(VT)高，否則為低；

熱敏電阻V(Temp)由高變低并且小于3.26k時V(VT)邊低——過熱保護起作用；

熱敏電阻V(Temp)由低變高并且大于5.08k時V(VT)變高——過熱保護失效；

實現(xiàn)滯環(huán)過熱保護！

6、PS：UndervlotageProtect——輸入VIN欠壓保護電路測試

欠壓保護電路

R7實現(xiàn)滯環(huán)功能：

輸入電壓VIN超過設(shè)定值時Vupro變高，通過R7使得Vo電壓更高；

輸入電壓VIN低于設(shè)定值時Vupro變低，通過R7使得Vo電壓更低；

Vupro為高時欠壓保護無效，Vupro為低時欠壓保護起作用、電源停止工作；

開機時Vupro為高。

瞬態(tài)仿真設(shè)置

測試波形與數(shù)據(jù)：

運放正輸入V(Vo)高于負(fù)輸入V(2V5)（2.5V參考電壓）時輸出V(Vupro)為高，否則為低；

輸入電壓V(IN)由高變低并且小于7.25V時V(Vupro)變低——欠壓保護起作用；

輸入電壓V(IN)由低變高并且大于14.03V時V(Vupro)變高——欠壓保護失效；

實現(xiàn)滯環(huán)欠壓保護！