支持6A输出的Fairchild FAN2356_LVA评估板实测+视频
发布时间:2014-09-04
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支持6A输出的Fairchild FAN2356_LVA评估板实测+视频
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该如何衡量一个DCDC电源的好坏?可以从诸多的因素考量,其中输出电压纹波以及输出电压在瞬变负载条件下的稳定输出也是两个极为重要的评估指标。在Fairchild FEBFAN2306_LVA评估板的评测中,爱板网工程师详细介绍了Fairchild FAN23XX系列中的FAN2306电源芯片以及FEBFAN2306_LVA评估板的特性以及使用介绍,FAN23XX系列是Fairchild TinyBuck同步降压器的一类产品,其中包括了支持6A,10A,15A的持续大电流输出的同步降压器,产品参考如下

FAN2306-3

FAN23XX系列同步降压器

今天爱板网将重点来测试下FEBFAN2356_LVA评估板(与先前评测的FAN2306相比具有更宽广的输入电压范围4.5~24V)在不同负载情况下输出电压的纹波以及在加入瞬变负载情况下输出电压的稳定状况(负载瞬态响应测试)。

小知识:负载电流的突变会一定程度的影响干扰输出电压,我们可以通过负载瞬态响应测试来观察在瞬变负载条件下输出电压是否能保持恒定。

测试前准备工作:

  • Fairchild FEBFAN2356_LVA评估板 *1
  • 数字电源 *1,为Fairchild FEBFAN2356_LVA评估板提供5V偏置电压板卡 *1
  • 电子负载 *1(条件所限,本次测试所用电子负载最大支持3A的负载电流)
  • 示波器 *1,万用表 *1(备用),连接导线若干

下图则为测试时的板卡连接示意图:

fan2306x-1

fan2356x-20

注:此次的测试条件都是在500kHz开关频率、12V输入电压,1.2V输出电压情况下测试的。

输出电压纹波以及开关纹波测量

将电子负载的负载电流设置为0.1A,测试FairchildFEBFAN2356_LVA评估板在轻载情况下的输出电压纹波以及开关电压情况

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0.1A负载条件下的输出电压纹波Vpp为6.4mV

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0.1A负载条件下的开关电压纹波Vpp为13.8V

将电子负载设置为3A,此时FEBFAN2356_LVA评估板的开关纹波以及输出电压纹波又会是怎样?

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3A负载条件下输出电压纹波Vpp为6mV

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3A负载条件下开关电压纹波Vpp为14.2V

有些遗憾的是本次测量用到的电子负载最大只支持3A负载电流,我们没法测试FAN2356在极限6A条件下的纹波电压,不过,从3A负载电流的测试中我们也能看到FAN2356对于高负载输出的电压纹波控制还是非常理想的。

输出电压在加入瞬态负载情况下的稳定状况测量

在先前的Fairchild FEBFAN2306_LVA评估板的评测文章中我们提到了其板载的瞬变负载电路,FAN2356同样如此,只要将下图中的瞬变负载跳帽合上即可使用板载的瞬变电路进行测试,它可以帮助工程师更快速方便的了解FAN2356电源芯片的输出电压随瞬变负载变换时输出电压的瞬态响应,如电压的波动范围,稳定时间。

fan2356x-21

不过仅仅合上跳帽只是给瞬变负载电路供电,而真正控制瞬变负载电路的是上图中的瞬变负载电路控制开关,这是一个两路的栅极驱动器开关,在1.2V输出电压的情况下

  • 闭合其中一个提供0~3A的负载电流变化
  • 两个都闭合提供0~6A的负载电流变化

而负载电流变化的频率主要由定时器LM555电路控制,这在上篇评测文章中已提过,不再累述。下面将分别以闭合一个开关以及同时闭合两个开关时负载电流在300Hz频率以及5kHz频率变换时测试输出电压的稳定状况。

  • 300Hz频率,闭合一个负载电路控制开关

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300Hz频率,0~3A负载电流变化时瞬态电压响应:有一个52mV的尖峰脉冲

  • 300Hz频率,闭合两个负载电路控制开关

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300Hz频率,0~6A负载电流变化时瞬态电压响应:出现了一个120mV的尖峰脉冲

  • 5kHz频率,闭合一个负载电路控制开关

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5kHz频率,0~3A负载电流变化时瞬态电压响应:出现了一个72mV的尖峰脉冲

  • 5kHz频率,闭合两个负载电路控制开关

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5kHz频率,0~6A负载电流变化时瞬态电压响应:出现了-140mV的跌落脉冲

假使我们将测试时间拉到5us时观测波形的细致情况就会发现,在负载电流增大时,输出电压会瞬间跌落,但是很快就能恢复,输出电压的动态响应非常迅速。

fan2306xx-111

输出电压跌落后瞬间就能恢复稳压

同样,爱板网工程师也经过了一夜长期的测试在0~6A瞬变负载情况下评估板输出电压的稳定性,除了板卡自身温度非常高,输出电压的稳定性保持的非常好。

通过此次实验反映,负载电流瞬变的越快,越容易造成输出电压过冲或者跌落的越大,从Fairchild FEBFAN2356_LVA评估板的实际体验来看,虽然在高负载瞬变状态时电压输出有一定的波动,但是能在较短时间内回到稳压的输出(测试仪器所限,精准度可能有所偏差),同样因条件限制无法更深入测试负载电流与输出电压的精确关系,这点可以参考官方提供的准确测试数据,如下图

fan2306xx-10

负载电流与Vout关系(分别为负载电流从0%到50%以及50%到100%负载电流的变化)

最后,通过爱板网工程师的评测视频来回顾下Fairchild FAN2356评估板的概况 

Fairchild FAN2356电源评估板评测视频

小结

介绍了Fairchild FEBFAN2356_LVA评估板在500kHz开关频率,12V输入,1.2V输出条件下输出电压分别在轻负载与高负载情况下的电压纹波以及在加入瞬变电路条件下输出电压的瞬态响应情况,从测试结果看,FAN2356是一款优异的DCDC电源芯片,不仅效率高,支持6A高负载输出,更是具有低纹波、电压瞬态响应好等特性,作为评估此系列DCDC电源芯片的FEBFAN2356电源评估板更是测试功能齐全,特别搭载了测试瞬变负载条件下的瞬变电路,能够帮助工程师迅速评估上手FairchildFAN23XX系列电源芯片性能。

参考资料

 原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载! 
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xfire ·  2014-09-06
renjieyanhong ·  2014-09-05