原创 DCDC電路中的負載問題

編輯本文的目的：讓人了解下DCDC電路負載能力對開關頻率的影響變化。

本文所需的實驗條件：5V降3.3V的DCDC降壓電路，滑動變阻器RL，示波器，萬用表，

5V直流電源。

測試描述：本文所涉及到的測試參數存在誤差，電壓值誤差為±0.05V，電阻值誤差為

±2Ω，誤差不是問題，但讓人能夠理解的大致方向是對的。

首先來了解幾個詞匯：

（1）負載：指連接在電路中的電源兩端的電子器件。

（2）負載率：指的是實際負荷量與額定負荷量的比值，一般用百分數標示。

（3）空載：電源電路帶載能力中的一種情況，指電路中的電源沒接任何器件。

（4）輕載：電源電路帶載能力中的一種情況，指在電路的負載範圍內，負載率在30%以下

（這個沒有嚴格定義，有些認為是15%，有些認為是50%）。

關於輕載就是負載電阻大，這個在有些情況下是不一定的，如在恆流源的負載中，

電阻小負載才輕；在恆壓源的負載中，電阻大時負載輕。（本文是以恆壓源為例）

（5）重載：電源電路帶載能力中的一種情況，指在電路的負載範圍內，負載率在80%以上

（有些認為是85%）。

（6）滿載：電源電路帶載能力中的一種情況，指在電路的負載範圍內，負載率達到了

100%。（可以認為是負載為0歐時的情況）

（7）適載：本文新增，自定義在輕載和重載之間，可以認為是負載效果最好的一種。

（8）上升沿和下降沿：認識下波形中的“上升沿”和“下降沿”是指的哪部分（如下圖）

本文是以下圖的DCDC降壓電路為例，可以看作是恆壓源。電路中以滑動變阻器為負載RL，用示波器測量電路中LX處的開關頻率，當改變RL後再看LX處開關頻率波形的變化。

下面開始實驗：

1、這是空載時LX處的測量波形（即負載RL不接時）：

該圖說明了當不接負載RL時也不是完全的空載，因為從電路中看還有R430、R431和C283、C284這些器件構成了電源本身的負載，所以會出現如圖波形。

2、這是接入負載RL且阻值為0歐時LX處的測量波形：

測得電源輸出：3.3V/1.6A，P=UI=3.3*1.6=5.28W，此輸出可以看作滿載輸出。

    圖中下降沿這邊已缺失很多了，說明負載很重，電壓拉不上來。

3、這是接入負載RL且阻值為2歐時LX處的測量波形：

測得電源輸出：3.3V/2Ω/1.4A，P=UI=3.3*1.4=4.62W，負載率為（4.62/滿載時輸出功率）*100%＝87.5%，此輸出可以看作重載輸出。

隨著負載阻值的降低，這裡的下降沿也逐漸在塌陷。

4、這是接入負載RL且阻值為5歐時LX處的測量波形：

                                                     隨著負載阻值的降低，圖中下降沿部分開始變化。 

5、這是接入負載RL且阻值為6歐時LX處的測量波形：

測得電源輸出：3.3V/6Ω/0.587A，P=UI=3.3*0.587=1.9371W，負載率為（1.9371/滿載時輸出功率）*100%＝36.6875%，大於30%，此輸出可以看作適載輸出。

6、這是接入負載RL且阻值為47歐時LX處的測量波形：

                                         隨著負載阻值的增加，如圖中上升沿部分底端凹陷變寬，預示了上升沿將開始塌陷。

7、這是接入負載RL且阻值為53歐時LX處的測量波形：

                                                     隨著負載阻值的增加，如圖中上升沿部分逐漸塌陷。

8、這是接入負載RL且阻值為76歐時LX處的測量波形：

                                                   隨著負載阻值的增加，如圖中上升沿部分塌陷越來越厲害。

9、這是接入負載RL且阻值為96歐時LX處的測量波形：

測得電源輸出：3.3V/96Ω/0.034A，P=UI=3.3*0.034=0.1122W，負載率為（0.1122/滿載時輸出功率）*100%＝2.125%，小於30%，此輸出可以看作輕載輸出。

10、這是接入負載RL且阻值為100歐時LX處的測量波形：

11、這是接入負載RL且阻值為300歐時LX處的測量波形：

                                         隨著負載阻值的增加，如圖中上升沿部分塌陷越來越厲害，說明負載輸出越來越輕。

12、這是接入負載RL且阻值為437歐時LX處的測量波形：

此圖為動態時的拍照圖 

此圖為動態中抓取的單個圖

測得電源輸出：3.3V/437Ω/0.007A，P=UI=3.3*0.007=0.0231W，負載率為（0.0231/滿載時輸出功率）*100%＝0.4375%，小於30%，此輸出可以看作輕載輸出，轻到一定程度波形跳动很大。

結論：DCDC降壓電路中負載的變化影響到了開關頻率的變化，負載變輕時在開關頻率波形的上升沿這邊變化可以反映出來，當負載變重時在開關頻率波形的下降沿這邊變化可以反映出來。

另，DCDC電路的開關頻率在EMC測試時需要注意到其輻射性。

參考資料：百度百科、360百科、其他。