談談調試
1)拿到板第一步做什么,不要急急忙忙供電看功能,硬件調試不可能一步調試完成的。先拿萬用表看看關鍵網絡是否有不正常,主要是看電源與地之間有否短路(盡管生產廠商已經幫你做過測試,這一步還是要自己親自看看,有時候看起來某些步驟挺繁瑣,但是可以節約你后面不少時間?。?,其實短路與否不光pcb有關,在生產制作的任何一個環節可能導致這個問題,IO短路一般不會造成災難性的后果,但是電源短路就。。。。。。
2)電源網絡沒短路?那么好,那就看看電源輸出是否是自己理想的值,對于初學者,調試的時候最好IC一件件芯片上,第一個要上的就是電源芯片。
3)電源網絡短路了?這個比較麻煩,不過要仔細看看自己原理圖是否有可能這樣的情況,同時結合割線的方法一步步排查倒底是什么地方短路了,是pcb的問題(一般比較爛的pcb廠就可能出現這種情況),還是裝配的問題,還是自己設計的問題。關于檢查短路還有一些技巧,這在今后登出。。。。。。
3)電源芯片沒有輸出?檢查檢查你的電源芯片輸入是否正常吧,還需要檢查的地方有使能信號,分壓電阻,反饋網絡。。。。。。
4) 電源芯片輸出值不在預料范圍?如果超過很離譜,比如到了10%,那么看看分壓電阻先,這兩個分壓電阻一般要用1%的精度,這個你做到了沒有,同時看看反饋網絡吧,這也會影響你的輸出電源的范圍。
5)電源輸出正常了,別高興,如果有條件的話,拿示波器看看吧,看看電源的輸出跳變是否正常。也就是抓取開電的瞬間,看看電源從無到有的情況(至于為什么要看著個,嘿嘿。。。。。。專業人士還是要看的~)
談談電源
無疑電源設計是整個電路板最重要的一環。電源不穩定,其他啥都別談。我想不用balabala述說它究竟有多么重要了。
在電源設計我們用得最多的場合是,從一個穩定的“高”電壓得到一個穩定的“低”電壓。這也就是經常說的DC-DC(直流-直流),而直流-直流
中用得最多的電源穩壓芯片有兩種,一種叫LDO(低壓差線性穩壓器,我們后面說的線性穩壓電源,也是指它),另一種叫PWM(脈寬調制開關電
源,我們在本文也稱它開關電源)。我們常常聽到PWM的效率高,但是LDO的響應快,這是為什么呢?別著急,先讓我們看看它們的原理。
下面會涉及一些理論知識,但是依然非常淺顯易懂,如果你不懂,嘿嘿,得檢查一下自己的基礎了。
一、線性穩壓電源的工作原理
如圖是線性穩壓電源內部結構的簡單示意圖。我們的目的是從高電壓Vs得到低電壓Vo。在圖中,Vo經過兩個分壓電阻分壓得到V+,V+被送入放大器(我們把這個放大器叫做誤差放大器)的正端,而放大器的負端Vref是電源內部的參考電平(這個參考電平是恒定的)。放大器的輸出Va連接到MOSFET的柵極來控制MOSFET的阻抗。Va變大時,MOSFET的阻抗變大;Va變小時,MOSFET的阻抗變小。MOSFET上的壓降將是Vs-Vo。
現在我們來看Vo是怎么穩定的,假設Vo變小,那么V+將變小,放大器的輸出Va也將變小,這將導致MOSFET的阻抗變小,這樣經過同樣的電流,MOSFET的壓差將變小,于是將Vo上抬來抑制Vo的變小。同理,Vo變大,V+變大,Va變大,MOSFET的阻抗變大,經過同樣的電流,MOSFET的壓差變大,于是抑制Vo變大。
二、開關電源的工作原理
如上圖,為了從高電壓Vs得到Vo,開關電源采用了用一定占空比的方波Vg1,Vg2推動上下MOS管,Vg1和Vg2是反相的,Vg1為高,Vg2為低;上MOS管打開時,下MOS管關閉;下MOS管打開時,上MOS管關閉。由此在L左端形成了一定占空比的方波電壓,電感L和電容C我們可以看作是低通濾波器,因此方波電壓經過濾波后就得到了濾波后的穩定電壓Vo。Vo經過R1、R2分壓后送入第一個放大器(誤差放大器)的負端V+,誤差放大器的輸出Va做為第二個放大器(PWM放大器)的正端,PWM放大器的輸出Vpwm是一個有一定占空比的方波,經過門邏輯電路處理得到兩個反相的方波Vg1、Vg2來控制MOSFET的開關。
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