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不知不觉中,已经两年了,期间制作了不少实物,今天想给大家分享一下自己制作的第五部空气净化器实物——用分立元器件搭建一个可以自动检测空气污染调整马达转速的电路。
可以看到,电路板的背面有个货真价实的空气质量传感器,空气质量传感器里使用了气敏材料,在清洁空气中导电率低,遇到污染气体后导电率变高,通过检测电信号的变化就可以反映空气质量的变化。在这里,我选用的是空气质量传感器MQ135


气敏材料是需要加热电阻保持在一定的温度,才能稳定的检测。通过实测,这个气敏传感器的内部加热电阻在5V下需要消耗160mA。这就是我遇到的一个问题,视频里面,张老师用可调电阻模拟了气敏传感器,功耗很小,用线性稳压的办法做了一个5V的稳压源,而我自己现在是用了气敏传感器的功耗大很多,如果也用线性稳压,散耗功率都达到了(15V-5V*160mA=1.6W
于是,我就想到了用第六部视频所学的buck电路,因为我的负载电流160mA对于buck电路来说不大,在这里我选择了一个小封装的芯片——MP2359,它的各项参数完全能满足我的需求。


把电流纹波率r设定在0.4,通过电感计算公式L=Von*D/(r*IL*f),我们可以算出所需电感是37.5uH,而当时我手上的小电感,最大的就是22uH。通过公式反推计算使用22uH的电流纹波率r=1,这样峰值电流IPK=(Io+r/2)=240mA,对于标称能达到1.2A输出的MP2359来说,这不算什么,于是我就用了22uH的电感。我个人理解,如果负载电流小,那么电流纹波率稍大些也是可以接受的,因为总的纹波电流不大,输出电容是可以很好的滤波的,不必过于担心纹波。
为了测量纹波的精准性,我将示波器探头的带宽设置在20MHz以下,并弃用了地环夹子,使用了一小段焊锡绕在探头上,另一头直接焊接在buck电路的输出电容地上。
通过示波器抓取到的波形可以看到,纹波仅有2mV。当然,这跟我们的负载是纯阻性的有关,如果是碳刷马达等负载,工作时会扰动电源,则纹波会大一些。通过这个例子,我们可以明白,测量这些微小信号时,要注意方法尽量避免引入干扰。只要元器件选取合理,布局画板正确,纹波其实并不难控制,不必看到开关电源就谈虎色变般患上“纹波恐惧症”。
另外,根据测量到的纹波波形,我们可以看出,这应该是我们的开关波形滤波后的样子。我们来测量验证一下是不是我们推测的那样。




通过示波器抓取到的波形可以看到,纹波仅有2mV。当然,这跟我们的负载是纯阻性的有关,如果是碳刷马达等负载,工作时会扰动电源,则纹波会大一些。通过这个例子,我们可以明白,测量这些微小信号时,要注意方法尽量避免引入干扰。只要元器件选取合理,布局画板正确,纹波其实并不难控制,不必看到开关电源就谈虎色变般患上“纹波恐惧症”。
另外,根据测量到的纹波波形,我们可以看出,这应该是我们的开关波形滤波后的样子。我们来测量验证一下是不是我们推测的那样。
可以看到输出纹波和开关节点的波形很像,测得纹波的周期是680nS,算出频率是1.47MHz。我们看一下开关节点的波形,可以看到示波器读出的频率是1.5MHz,这跟我们计算的结果基本一致,验证了我们的猜想。
下面我们来看一下MOS管驱动电路,根据老师视频里讲到的MOS管驱动时是需要经过一个米勒平台电压的,而在米勒平台的时候MOS管处于放大区,功耗很大。如果不能快速的冲过米勒平台,MOS将会发热厉害,甚至烧毁。为了能快速的开关MOS,冲过米勒平台,我们使用了推挽驱动电路。


5uS/格的刻度下,波形看起来是很标准的方波,我们展开波形到100nS/格,发现大约在4V左右确实有一个米勒平台。
很高兴这次能跟大家分享学习感悟,上面跟大家分享的是我在做第五部实物时感受比较深的几个地方。文章篇幅有限,有点遗憾不能跟大家探讨更多学习心得。

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本帖最后由 redhat9i 于 2017-10-26 08:44 编辑
这广告打的……
不会发图片链接那你这些电路图是怎么发上来的



菜刀在手,问天下谁是英雄
后面有图片上传全发上去了呗



引用:
原帖由 redhat9i 于 2017-10-26 08:44 发表
这广告打的……
不会发图片链接那你这些电路图是怎么发上来的
后面有图片上传全发上去了呗,图片是穿插在文中的不会插图喽



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