DCDC电路中的负载问题

本文的目的：让人了解下DCDC电路负载能力对开关频率的影响变化。

本文所需的实验条件：5V降3.3V的DCDC降压电路，滑动变阻器RL，示波器，万用表，5V直流电源。

测试描述：本文所涉及到的测试参数存在误差，电压值误差为±0.05V，电阻值误差为±2Ω，误差不是问题，但让人能够理解的大致方向是对的。

首先来了解几个词汇：

（1）负载：指连接在电路中的电源两端的电子器件。

（2）负载率：指的是实际负荷量与额定负荷量的比值，一般用百分数标示。

（3）空载：电源电路带载能力中的一种情况，指电路中的电源没接任何器件。

（4）轻载：电源电路带载能力中的一种情况，指在电路的负载范围内，负载率在30%以下（这个没有严格定义，有些认为是15%，有些认为是50%）。关于轻载就是负载电阻大，这个在有些情况下是不一定的，如在恒流源的负载中，电阻小负载才轻；在恒压源的负载中，电阻大时负载轻。（本文是以恒压源为例）

（5）重载：电源电路带载能力中的一种情况，指在电路的负载范围内，负载率在80%以上有些认为是85%）。

（6）满载：电源电路带载能力中的一种情况，指在电路的负载范围内，负载率达到了100%。（可以认为是负载为0欧时的情况）

（7）适载：本文新增，自定义在轻载和重载之间，可以认为是负载效果最好的一种。

（8）上升沿和下降沿：认识下波形中的“上升沿”和“下降沿”是指的哪部分（如下图）

本文是以下图的DCDC降压电路为例，可以看作是恒压源。电路中以滑动变阻器为负载RL，用示波器测量电路中LX处的开关频率，当改变RL后再看LX处开关频率波形的变化。

下面开始实验：

1、这是空载时LX处的测量波形（即负载RL不接时）：

该图说明了当不接负载RL时也不是完全的空载，因为从电路中看还有R430、R431和C283、C284这些器件构成了电源本身的负载，所以会出现如图波形。

2、这是接入负载RL且阻值为0欧时LX处的测量波形：

测得电源输出：3.3V/1.6A，P=UI=3.3*1.6=5.28W，此输出可以看作满载输出。

图中下降沿这边已缺失很多了，说明负载很重，电压拉不上来。

3、这是接入负载RL且阻值为2欧时LX处的测量波形：

测得电源输出：3.3V/2Ω/1.4A，P=UI=3.3*1.4=4.62W，负载率为（4.62/满载时输出功率）*100%＝87.5%，此输出可以看作重载输出。

随着负载阻值的降低，这里的下降沿也逐渐在塌陷。

4、这是接入负载RL且阻值为5欧时LX处的测量波形：

随着负载阻值的降低，图中下降沿部分开始变化。 

5、这是接入负载RL且阻值为6欧时LX处的测量波形：

测得电源输出：3.3V/6Ω/0.587A，P=UI=3.3*0.587=1.9371W，负载率为（1.9371/满载时输出功率）*100%＝36.6875%，大于30%，此输出可以看作适载输出。

6、这是接入负载RL且阻值为47欧时LX处的测量波形：

随着负载阻值的增加，如图中上升沿部分底端凹陷变宽，预示了上升沿将开始塌陷。

7、这是接入负载RL且阻值为53欧时LX处的测量波形：

随着负载阻值的增加，如图中上升沿部分逐渐塌陷。

8、这是接入负载RL且阻值为76欧时LX处的测量波形：

随着负载阻值的增加，如图中上升沿部分塌陷越来越厉害。

9、这是接入负载RL且阻值为96欧时LX处的测量波形：

测得电源输出：3.3V/96Ω/0.034A，P=UI=3.3*0.034=0.1122W，负载率为（0.1122/满载时输出功率）*100%＝2.125%，小于30%，此输出可以看作轻载输出。

10、这是接入负载RL且阻值为100欧时LX处的测量波形：

11、这是接入负载RL且阻值为300欧时LX处的测量波形：

随着负载阻值的增加，如图中上升沿部分塌陷越来越厉害，说明负载输出越来越轻。

12、这是接入负载RL且阻值为437欧时LX处的测量波形：

此图为动态时的拍照图


此图为动态中抓取的单个图

测得电源输出：3.3V/437Ω/0.007A，P=UI=3.3*0.007=0.0231W，负载率为（0.0231/满载时输出功率）*100%＝0.4375%，小于30%，此输出可以看作轻载输出，轻到一定程度波形跳动很大。

结论： DCDC降压电路中负载的变化影响到了开关频率的变化，负载变轻时在开关频率波形的上升沿这边变化可以反映出来，当负载变重时在开关频率波形的下降沿这边变化可以反映出来。 ，DCDC电路的开关频率在EMC测试时需要注意到其辐射性。