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电路测试:输入电压与占空比之间的关系及MOS管波形分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:当负载固定时,输入电压降低占空比增大,最低工作电压下的占空比是0.48。脉冲幅度是固定14.8V,不应该随输入电压升高而增加。图3-11基极电压图3-12栅极信号波形图3-13是MOS管的漏极电压波形,波形频率与栅极相同,但极性相反。图3-14是MOS管源极电压,这个电压是MOS管的工作电流在传感电阻上的压降,它的幅度与MOS管的工作电流成正比。导通损耗和开关损耗是MOS管发热的主要原因。

电路测试:输入电压与占空比之间的关系及MOS管波形分析

在测试前,首先检查LED板上发光管的串并结构,每串LED必须在12~28个范围内,10~15串并联,总电流控制在260mA以内,总功率不要超过20W。恒流源板用2线电源线接220V 市电,L接火线,N接地线。允许市电有±15%的波动,接好LED 后再接通电源。不建议先上电再接LED,这样会损伤LED缩短使用寿命。当LED点亮后,如果电流偏离设计值,在输出回路串联一个量程大于2A的电流表,调节电路板上的电位器,可以微调输出电流。电流调好后在电位器螺杆上滴上硅胶固定,防止振动对电位器的影响。如果调电位器仍不能得到需要的电流值,也可以改变电阻R6~R9。由于散热设置是按最大输出功率20W设计的,因而不要随意增大输出功率。该电路板可以直接用于生产,PCB板的Gerber文件可在PowThch网站上直接下载或向应用系统部索取,省去设计的时间和费用。

表3-2中的参数是在CCM模式下测试得到的。它是针对85~245V交流电源设计的,实际上能在更宽的电压范围里工作,如60~270V,但输出电流会发生变化。驱动不同厂商的LED输出电压会略有变化,这是LED的正向压降不同而造成的,不会影响恒流精度。改变振荡频率和元件参数会使电路改变工作状态,例如降低频率或减小L3的电感量会使电路进入DCM模式,这时电路的电气参数就会改变。电路的元器件在成本和可靠性方面作了折中,元器件的数目已减到最低程度。

表3-2 基于PT4017的日光灯测试参数

图3-11是电子滤波器T1发射极的波形,输出电压是直流16V,输入电压在在70~245V范围里,这个电压是稳定不变的。

图3-12是MOS管栅极的波形,这是典型的门驱动脉冲波形,频率基本是固定的,脉冲的占空比随着负载电流和输入电压变化。当负载固定时,输入电压降低占空比增大,最低工作电压下的占空比是0.48。脉冲幅度是固定14.8V,不应该随输入电压升高而增加。测量中可看到脉冲在水平方向抖动,这并不是故障,而是为了降低EMI在芯片里增加了扩频功能。

图3-11 基极电压

图3-12 栅极信号波形(www.xing528.com)

图3-13是MOS管的漏极电压波形,波形频率与栅极相同,但极性相反。当恒流源空载时,漏极电压是交流输入电压的1.4倍,有载时是交流输入电压的1.2~1.3倍。由于采用超高速恢复二极管续流,电感产生的反向电动势被阻尼,因而波形很干净。注意,用示波器测试漏极电压一定要用专门的高压探头,否则会损坏示波器。

图3-14是MOS管源极电压,这个电压是MOS管的工作电流在传感电阻上的压降,它的幅度与MOS管的工作电流成正比。这个电压在单周期里送到芯片中作为控制信号,控制MOS管栅极脉冲的占空比,使流过LED的电流恒定。源极电压与栅极电压的最大不同是脉冲前后沿有尖峰,尖峰是由输出镇流电感和MOS管的寄生电感产生的,这些尖峰是产生开关损耗的根源。波形的顶部的斜坡是由导通损耗产生的。导通损耗和开关损耗是MOS管发热的主要原因。

图3-13 漏极信号波形

图3-14 源极采样信号波形

图3-15左上部两个波形分别是LED+和LED-端的电压波形(带240Ω负载),左下是(LED+)-(LED-)的波形,即输出电压。图3-15右图是用电流感应环测量的输出电流纹波。由于电流环的高频响应很好,显示出了几十毫伏的尖峰电流,它们是回路的寄生电感产生的反向电动势引起的,滤波电容对它是无可奈何的。注意,用示波器测量电流要用专门的电流探头或电流感应环。

图3-15 输出电流波形

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