[YJGQDD]分享几种小功率隔离电源的纹波对比测试

hailing

飞飞隔离电源设计的出发点就是简单，高效的实现几W内的小功率DCDC隔离电源方案，对于纹波之前虽然有测试过，但是觉得飞飞电源是硬开关的方式简单粗暴的开关，比成品的B0505使用ROYER结构的，内部正弦波驱动的方式应该要差些。前几天又有网友问我纹波的情况，这次下定决心好好的做下对比测试，测试结果大大出乎我的意料。测试的几个成品ROYER模块纹波尖峰更尖锐，轻载时还有撕裂的尖峰出现。
测试样品：

1)        村田NKE0505DC-1W（ROYER方案）

2)        周立功ZY0505F-1W（ROYER方案）

3)        金升阳B2412S-2WR2（ROYER方案）

4)        金升阳B0505LS-1WR2（ROYER方案）

5)        FF0616变压器的飞飞电源方案（以下用FF0616代替）

6)        FFTG0616变压器的飞飞电源方案（以下用FFTG0616代替）

7)        MP2359 非隔离DCDC板（BUCK方案作为对比参考）

测试设备：

IT6302直流稳压电源，TO1074示波器，SDS1062CM示波器进行比对。

输出接纯电阻负载。避免电子负载的调节变化引起纹波测试的干扰。

2个100R电阻并联为50R电阻接5V输出作为100mA负载测试。

2个1K电阻并联为500R电阻接5V输出作为10mA负载测试。

测试方法：

1》示波器探头使用弹簧针代替原地线夹接地，减小感应环路。示波器探头X1档，示波器打到10mV交流档，开20MHz带宽限制。

2》隔离电源输入端接稳压电源。隔离电源输出端通过鳄鱼夹接电阻负载。

测试数据：

测试总结：

1》  成品小功率隔离电源模块的纹波并没有比飞飞电源方案小。

2》  几个成品模块从输出纹波来看，100mA输出时纹波一边的波形尖峰比较大：

3》  飞飞方案的输出使用1个线圈+4个肖特基组成的全桥滤波波形更圆滑，没有明显尖峰和撕裂情况

4》相同的驱动方式下，使用250KHz的开关频率比100KHz的开关频率单纯的从纹波来说，相同10uF 0805的滤波电容时，250KHz的纹波比100KHz小的多。

5》  要进一步降低纹波，可以加大输出滤波电容和增加Π型滤波等措施。

6》  输出加LDO稳压可以有效降低纹波值，但是当LDO输入的电压纹波只有几mV时，输出纹波减小有限。

hailing

以上测试用的板子https://item.taobao.com/item.htm ... &abbucket=13#detail。
使用的驱动芯片：https://item.taobao.com/item.htm ... t=t&id=613956003634
把测试数据等这次干脆都放到淘宝介绍里去了。
这次把大家对静态电流要小的情况考虑进去了，采用窄脉冲驱动进一步降低静态电流，最低2.6mA，不过输出能力只有几十个mA，低静态电流和高输出功率可以通过脉冲选择引脚选择。最大输出电流测试了下可以做到5V，600mA，3W.需要至少2个LDO并联输出，单个的LDO压降太大了。

shhludb

我自己做的2412,带载150mA，纹波8mv左右，正负12v输出，后面再跟一下7a4901和7a3001 就完美了

biying

哪里有卖的？

hailing

biying 发表于 2020-3-12 19:18
哪里有卖的？

2楼有淘宝链接

hailing

shhludb 发表于 2020-3-12 19:06
我自己做的2412,带载150mA，纹波8mv左右，正负12v输出，后面再跟一下7a4901和7a3001 就完美了 ...

是推挽模式还是royer？

shhludb

Royer有电感，直接推挽了

pldjn

shhludb 发表于 2020-3-12 21:56
Royer有电感，直接推挽了

2个晶体管的那种吧，那种的波形很好

hailing

pldjn 发表于 2020-3-13 09:19
2个晶体管的那种吧，那种的波形很好

推挽算直接硬开关，ROYER在推挽的基础上增加电感和电容产生谐振的效果，让开关波形变正弦波。我上面测试的成品模块就是2个晶体管的那种，实测结果波形并不好。

shhludb

pldjn 发表于 2020-3-13 09:19
2个晶体管的那种吧，那种的波形很好

MOS管啊，TI不是有个专门的文档，直接数字电路驱动MOS，ADI凌特的也有专门芯片LT3999，可以保持一定输入电压范围内效率，就是价格太贵。

pldjn

shhludb 发表于 2020-3-14 18:25
MOS管啊，TI不是有个专门的文档，直接数字电路驱动MOS，ADI凌特的也有专门芯片LT3999，可以保持一定输入 ...

Ti的文档能转个链接吗，不过这东西就是变压器的加工太麻烦了，不容易机械化。

shhludb

wzavr

FFMS芯片是定制的吗

hailing

shhludb 发表于 2020-3-17 21:09

这个文档需要两个门电路，器件还是比较多的。我现在在画一个74HC14门电路产生方波和死区控制的设计，打板测试后放上来。不过大部分时候我还是喜欢用FFMS系列驱动芯片加MOS管驱动简介。

hailing

wzavr 发表于 2020-3-17 21:17
FFMS芯片是定制的吗

使用6脚的单片机汇编写程序控制的。汇编代码执行可控。要是以后可以做大了我也想像金升阳一样出自己的定制芯片。

shhludb

打了几片样，试了下smt，绕了几个变压器，效果还可以

linhao1581

好详细的测试

powerplj

好详细的测试，赞+1

90999

可以出300V 10ma 么？

hailing

90999 发表于 2020-3-26 10:34
可以出300V 10ma 么？

可以看这个帖子22楼https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5724906&mobile=2   建议输入电压高些，比如12V以上输入这样变压器匝数少些，并且可靠些。你要输入5v建议用4mos驱动。匝数可用我的上位机算下

yhg-cad

买这样的开发板，能学到什么呢？测试还是设计？

hailing

yhg-cad 发表于 2020-3-26 23:10
买这样的开发板，能学到什么呢？测试还是设计？

简单罗列下FF-BASIC-DEMO开发板几个主要作用1:学习使用2MOS或4MOS加磁环变压器如何设计一个实用的隔离电源。包括驱动波形要怎么样(上位机里可以配置，这样用户也可以用自己的单片机按照PWM参数控制)可以设计一个从3.3V到24V输入，输出电压根据匝数比和输入电压决定。可以是3.3V到300V，绕的更多可以更高。静态电流和效率都是可以保证的，达到成品隔离电源的指标。大家也可以看到我经常使用这个开发板验证网友提出的一些隔离电源是否可以实现，某个变压器是否可以用来当隔离电源的变压器用等问题。2：开发板+上位机实现的匝数测试可以用于测量自己绕制的变压器匝数对不对。温度和电压记录功能可以用来看电源的温升和输出电压记录。3：开发板本身带的K2按键可以用来选择3组开关参数：这个是本开发板的起源：用来验证给载波模块配套的变压器是否满足从30Khz到500Khz开关频率发射功率是否达标的。K1按键可以用来测试变压器的同名端（反激式变压器或绕组串联时需要保证同名端是对的）4：开发板配合NTC和互感器等传感器+上位机温度和电压的曲线记录功能可以用来记录天气，空调工作情况和温度波动度，冰箱制冷情况，热水器工作情况和每天用电量。我现在开发板大部分时间连上位机来记录曲线，新版的上位机加强了曲线分析方面的功能，比如下面我录制一个视频简单说明下测试这几天温度变化情况。