尝试做开关恒流源，遇到纹波问题，有图有真相。。

文号t48868

21718

primula2012/08/02电气电工 IP:四川

我是做单片机嵌入式系统的。。这段时间因为要用到数控恒流源，所以尝试做了下简单的恒流电源，我用的开关电源芯片 TPS5430 做的，但是发现纹波很大。。。大概有100MV。。有没有高手愿意指导一下这个是什么原因啊？
这是我的原理图

通过电位器调整运放的反馈电阻，来调整反馈信号的放大倍数，从而将电流信号按设定倍率转换成电压信号反馈给电源芯片，因为是开关电源，在运放反馈那加了两个小电容做低通，去掉的话电感会唧唧唧地叫，并且纹波巨大，输出电容过小或者过大纹波也会很大，PDF上说的开关频率是500K，但是这个纹波居然上了1M。。。

PCB布局：

成品：

以下测试输入电压都为14V

这个是 1.5欧负载，1A时候的波形，纹波居然1.5MHZ

这个是 3欧，1A时候的波形,1.9MHZ

第一次做这种恒流电源，还请各路告人给点指点，这个纹波我该那它怎么办啊？[s:255]

来自：电气工程 / 电气电工

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~~空空如也

最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431766

1楼

是不是自激振荡了啊，怎么会有衰减的正弦波？
在合适位置加个电容抑制一下，可以参考这篇文章：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/embed/embed_XXXXXXXXml
个人看法，有不对的地方多多指导

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431773

2楼

回 1楼(baiwenglong) 的帖子

噢，谢谢你提供的资料。
我也试过在运放的反馈处、检流电阻和电源的输出部分加过几百nF-1uf的小电容，但貌似都没什么效果，，也不知道是不是我放的地方不对。。

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431784

3楼

我要提醒一下楼上（LZ），1楼今年刚小学毕业

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431791

4楼

回 3楼(agckl1456789) 的帖子

........................................不会吧！！？？？

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agckl1456789 百炼成钢

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431793

5楼

回 4楼(primula) 的帖子

自己看1L资料，您会疯的

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agckl1456789 百炼成钢

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431794

6楼

回 4楼(primula) 的帖子

和圈圈几乎一个等级（别骂我圈圈，我错了）

科创币

向钱看向厚赚

2012-08-02

= =，你真好意思

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431795

7楼

回 3楼(agckl1456789) 的帖子

不要揭我的短好不好？我说的不对可以提出来，不要搞年龄歧视。。。

科创币

隐犬

2012-08-02

同意！

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431798

8楼

回 7楼(baiwenglong) 的帖子

啊，······我说什么啦，··············································································································额，太谦虚了
亲今年小学毕业，我初中毕业，其实我原来跟你很像，家里一大堆电子技术，一大堆电子元件，一大堆PCB·······不过到现在也没弄出个什么高级货，所以膜拜啦
PS,中考砸了

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primula

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12年6个月前 IP:未同步

431803

9楼

回 7楼(baiwenglong) 的帖子

额。。那个。。你真的刚小学毕业啊？？[s:225]

科创币

agckl1456789

2012-08-02

我错了原谅我吧

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431805

10楼

回 7楼(baiwenglong) 的帖子

另外你说的也没错，有可能是反馈的问题
不过我觉得C2/C3/L1有必要考虑下

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431806

11楼

回 9楼(primula) 的帖子

伦家生气了，不要再羡慕了

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431809

12楼

回楼主(primula) 的帖子

考虑一下点路设计的问题，有没有平行引起振荡的嫌疑？

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primula

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12年6个月前 IP:未同步

431814

13楼

回 10楼(agckl1456789) 的帖子

L1用的22UH，换过15UH，纹波更大，C3那个位置图上只画了一个0.1，其实放了4个在那，输出的电解用的35V220uf，换过大的小的，效果都不好，也不知是不是我电容质量问题。。

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431816

14楼

回 13楼(primula) 的帖子

固态电容的电感很小的，没问题的。输出电容没问题。貌似用了贴片，不知有没有他的问题，可不可以模拟一下？protel有这个功能的
你试试加个带通滤波电路

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431817

15楼

回 11楼(agckl1456789) 的帖子

各种羡慕嫉妒恨，，，让我们这种奔向30岁的情何以堪啊。。[s:222]

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431818

16楼

回 6楼(agckl1456789) 的帖子

我的技术和圈圈大神不是一个级别的，他比我怎么也得强上10的十次方倍吧。。。不要贬低圈圈，他会生气的，圈圈那是“百年一遇的圈神”，我怎么敢和他比。。。。[s:273][s:273]

科创币

agckl1456789

2012-08-02

各种战栗中

科创币

小特斯拉圈圈

2012-08-02

这....我其实想说圈神和圈圈是两回事。。圈神是掌管TC命运的神。。比如炸管就是圈神生气。。

科创币

隐犬

2012-08-02

...

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431819

17楼

回 8楼(agckl1456789) 的帖子

我也一样，但是连“一大堆电子元件，一大堆PCB”都没有，无奈父母不支持啊

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431821

18楼

回 9楼(primula) 的帖子

撒谎不是好孩子（姥姥最常说的一句话）
还有，这贴歪了，原谅我吧。。。 [s:215]

科创币

agckl1456789

2012-08-02

都怪我，扇扇扇中······

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431822

19楼

回 13楼(primula) 的帖子

为什么要加低通呢？？？
引用百度知道上的
“LC滤波器的特性，在品质因数不是特别低的情况下，以w0为转折频率，对于角频率远小于转折频率的输入信号，滤波器对其幅值的增益为0dB，即不放大也不衰减，滤波后相移为零；对于频率远大于转折频率的输入信号，滤波器按-40dB/十倍频的速率衰减，并且相移180度（基本上反相）。所以，为了获得好的滤波性能，一般需要滤波器的转折频率远大于输出基波频率，同时远小于开关频率。实验LC滤波装置中，L=2.7mH，C=15μF，转折频率w0=根号LC分之一=4969rad/s,则f0=790Hz，而输出基波频率50Hz，开关频率为10k，所以设计满足要求。”

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primula

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12年6个月前 IP:未同步

431830

20楼

回 19楼(agckl1456789) 的帖子

我那个运放就是一个低通有源滤波了吧。。。

唉，我顿时感觉我好沧桑，好凄凉。。。[s:250]

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agckl1456789 百炼成钢

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431833

21楼

回 20楼(primula) 的帖子

那么您去请教一下各路大神怎么样，PM一下不会有事的

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431834

22楼

回 20楼(primula) 的帖子

为什么?一个开关电源而已，不必在意。。。话说我已经各种失败上百次了也没有过这种感觉

科创币

agckl1456789

2012-08-02

我疲软了··········歇会去了

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431840

23楼

回 22楼(baiwenglong) 的帖子

不是因为开关电源，我刚在回忆我小学毕业时候是个什么样。。。再看看你们的回复，我就倍感凄凉。。。

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布布卡

12年6个月前 IP:未同步

431847

24楼

回 17楼(baiwenglong) 的帖子

多了就成垃圾了懒得处理不舍的扔

高频开关电源自制注意布线电容质量最好用钽电容

科创币

primula

2012-08-02

我换电容试试。。

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431870

25楼

我换电容试试。。

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

431878

26楼

回 24楼(布布卡) 的帖子

呵呵，终于有同盟了，我也觉得有可能是布线的问题，protel重换一种自动布线试试

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布布卡

12年6个月前 IP:未同步

431899

27楼

回 26楼(agckl1456789) 的帖子

我一般立体搭棚。。很少出问题[s:274]

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primula

作者

12年6个月前 IP:未同步

431900

28楼

回 26楼(agckl1456789) 的帖子

额。。从来不用自动布线，，那个好丑出来的。。

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最高主机泡泡

12年6个月前 IP:未同步

431907

29楼

Re:回 26楼(agckl1456789) 的帖子

引用第27楼布布卡于2012-08-02 17:00发表的回 26楼(agckl1456789) 的帖子 :
我一般立体搭棚。。很少出问题[s:274]

立体搭棚是什么意思？

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布布卡

12年6个月前 IP:未同步

431919

30楼

回 29楼(baiwenglong) 的帖子

很乱搭棚的意思[s:275]

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小特斯拉圈圈

12年6个月前 IP:未同步

431947

31楼

输出串电感再对地接个电解和瓷片滤波一下。。

科创币

奇侠

2012-08-02

圈圈出现，，，

+10

科创币

primula

2012-08-03

电容是有，没有电感，我再串个电感试试！

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金坷居士

12年6个月前 IP:未同步

432080

32楼

输出加CLC滤波一定可以搞定~

科创币

hefanghua

2012-08-02

那个叫π型滤波

+10

科创币

primula

2012-08-03

我试试！

科创币

布布卡

2012-08-03

clc。。。。

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agckl1456789 百炼成钢

12年6个月前 IP:未同步

432665

33楼

上边的方法都是滤波，这是亡羊补牢，从运放出来了就应该不会有那么高的振荡的，还是应该检查电路设计问题

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飞线大师

12年6个月前 IP:未同步

432690

34楼

楼主啊。波纹100MV(兆福特)，好大的说

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airsmiler

12年5个月前 IP:未同步

448576

35楼

根本不是滤波的问题，你这个纹波不大才怪呢，你反馈回路呢？DC-DC的FB或者sense管脚需要通过电阻分压从输出取信号才能构成反馈才能实时调节，你的反馈信号都没有取直接用运放给sense送电压信号，这样信号DC-DC都不能跟踪输出，纹波不大你来找我。还有就是即使用运放作缓冲你也要看看这个运放带宽才0.7M能运行个毛啊！运放电源管脚不并联电容却在反馈回路还并联那么大的电容，对你的水平深表怀疑！算了不说了，你这这么简单的电路上面错误一大堆，至少有七个我懒得一个一个说出来了！！！

+20

科创币

量子隧道

2012-09-04

高质量发帖

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山寨雷神公司

12年5个月前 IP:未同步

448579

36楼

回楼主(primula) 的帖子

难道是传说的地环路？
断开地线一端避免绕成一个圈试试看

+10

科创币

primula

2012-09-04

谢谢你的建议，确实是布线的问题，已经重做测试过了，呵呵

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airsmiler

12年5个月前 IP:未同步

448584

37楼

回 36楼(山寨雷神公司) 的帖子

根本不是SI的问题，电路就设计错了~

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金坷居士

12年5个月前 IP:未同步

448596

38楼

回 8楼(agckl1456789) 的帖子

啊啊啊现在初中毕业的都能这么厉害了我一想真是惭愧当时花了好多米但是没出啥作品
我初三时还抱着双变自激电鱼机玩呢…
PS:我今年刚高三

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hackerboygn 万流景仰

12年5个月前 IP:未同步

448609

39楼

老生第一次见有人用开关电源做恒流……

PS 35楼话糙理不糙，主要问题都点到了

科创币

primula

2012-09-04

网上都这么说，我们去年电子设计竞赛做的恒流就是用TPS电源芯片做的，纹波一两mV，开关电源做恒流是可行的

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量子隧道

12年5个月前 IP:未同步

448623

40楼

OMG，你布局时似乎没考虑地电流环路的问题。
输入滤波电容地，续流二极管地，5430地，输出电容地，这些是大信号地，应该会聚到一整块铜皮上。
而小信号地，如运放地，运放电位器地，输出采样电阻地，他们彼此的连接，应该不被上述大电流地所切断。
而你居然让C5连到上面铜箔上，还让5430地穿过运放地。R1最好放在右下角。。。无语了。
另外，C4C8原理上是没必要的。

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primula

作者

12年5个月前 IP:未同步

448641

41楼

回 35楼(airsmiler) 的帖子

回 35楼(airsmiler) 的仁兄

你好，我做的不是恒压源，而是恒流源，上面两个很大的圆焊盘是放的0.02欧姆的检流电阻，通过将电流在检流电阻上的分压放大后送回sense，来达到将稳压芯片做恒流用的目的，因为稳压芯片会调整电压让检流电阻端保持稳定电压，这样电流信号就转换成了电压信号，从而达到恒流的效果。
运放电源端有个电容C7，反馈端的小电容是因为有明显的震荡，我也试过加上和不加，减弱纹波的那个效果是很明显的。。。

至于我的水平...我从来没有说过我的水平很高，不光你怀疑，其实我也一直很怀疑...但是像仁兄这样语气中带有明显的鄙视的，不从我的感受来说，至少我觉得这样是不礼貌的，我是来请教求学，难免水平不高，您的老师在您不知道的时候是这样的吗？
如果电路中有其它错误，还望仁兄不惜赐教。

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primula

作者

12年5个月前 IP:未同步

448642

42楼

回 40楼(量子隧道) 的帖子

谢谢你提出的地电流环路的问题，还有确实不该让5430地穿过运放地，一位师兄也这样给我说的，板子已经改过一次了，纹波确实小。[s:223]

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airsmiler

12年5个月前 IP:未同步

448647

43楼

好吧，不好意思，我语气有点重了。首先你用开关电源做恒流源出发点就有问题，开关电源本来就不适合做恒流源。你0.02欧的检流电阻在1A的电流下压降才0.02V，而你sense端电压应该在1.2V左右，即你必须放大六十倍，开快电源中噪声有多大你应该清楚，你这走线就是一个高频接收天线，反馈回路的信噪比肯定会很低。至于你说加电容纹波减小那是因为电容对高频信号阻抗很低，整个运放就相当于一个射随，直接把高频噪声及其谐波给旁路了而没有经过电阻反馈回路放大。还有就是你0.7M的运放做反馈放大几十倍的带宽够吗？500K的开关频率我想信号上升沿至少为200ns左右吧，信号带宽肯定都上M了。

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primula

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12年5个月前 IP:未同步

448649

44楼

回 43楼(airsmiler) 的帖子

额。。运放因为封装是一样的，实际用的运放不是图上这个，带宽应该是够的。。。
开关电源做恒流源是可行的，去年我们参加电子设计竞赛的时候，也是开关电源做恒流，纹波一两个mV，原理是一样的，只是当时我们做的是用单片机控制电流，反馈电路复杂些，这个是用电位器调整运放的放大倍数来调整电流的。
但是那个恒流部分是我的一个师兄设计的。
我是做控制的，最近想深入下电磁干扰方面的知识和布线经验，所以先从做开关电源下手，布线有问题还请多指教。。。

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