直流电源测试方案

测试步骤：首先对模型功能及典型电路进行测试，然后分析和验证论文中恒流源电路！

芯片LM2596内部电路结构

芯片内部结构

1、PS：PS5V/1A——5V/1A直流电源测试

12V输入、5V/1A输出降压电源

仿真设置

测试波形

V(ONOFF)为低电平时系统正常工作，开始为软启动过程，然后进行恒压工作模式。

SW与输出电压波形：SW为高时输出电压上升，SW为低时输出电压下降；

开关周期6.7us——开关频率150kHz

2、PS：PS5V/3A——5V/3A直流电源测试

参考电路

12V输入、5V/3A输出降压电源

测试波形

V(ONOFF)为低电平时系统正常工作，开始为软启动过程，然后进行恒压工作模式。

SW与输出电压波形：SW为高时输出电压上升，SW为低时输出电压下降；

开关周期6.7us——开关频率150kHz

3、PS：LEDPS——370mA恒流源时域测试

参考论文：《基于DCDC开关稳压器的大功率LED恒流驱动设计》

参考电路：370mA恒流源电路

环路稳定时：CF3=100n、RF=100meg

环路振荡时：CF3=1p、RF=100m

时域与频域同时对比测试！

U2与U3补偿频率一致，采用10倍法则

恒流源仿真电路：开始时负载为20欧姆，电源工作于恒流源模式370mA——

I(RL)×Rs×((R3+R4)/R4)=1.235+0.4(等效二极管D5 导通压降)，I(RL)=16.3/44=370mA，2ms开始恒流，4ms负载电阻增大时电流降低；

4ms时负载变为50+20=70欧姆，稳定后电源工作于恒压模式16.3V——

V(OUT)为输出电压波形，恒流时输出电压为恒流值与负载电阻乘积，当负载变轻时为恒压输出，输出电压约为(1.235+0.4(二极管D5 导通压降))×(R8+R9)/R9=16.3V

仿真设置

恒流工作：输出电流365mA、输出电压7.346V

测试波形：I(RL)为负载电流波形I(RL)×Rs×((R3+R4)/R4)=1.235+0.4(等效二极管D5 导通压降)，I(RL)=16.3/44=370mA，2ms开始恒流，4ms负载电阻增大时电流降低；

V(OUT)为输出电压波形，恒流时输出电压为恒流值与负载电阻乘积，当负载变轻时为恒压输出，输出电压约为(1.235+0.4(二极管D5 导通压降))×(R8+R9)/R9=16.3V；

V(SW)为开关波形

恒压工作：输出电压16.1V、输出电流229mA

4、PS：LEDPS stable——370mA恒流源稳定性测试

5.1恒流工作稳定性测试——时域与频域同时对比测试！

5.1.1电路正常工作：

环路稳定时：CF1=100n、RF=100meg

环路振荡时：CF1=1p、RF=100m

电路正常工作时的频域测试电路

环路增益与相位频率特性曲线

环路增益为0dB时的相位裕度为55.6度——电路稳定工作

环路稳定时：CF3=100n、RF=100meg

环路振荡时：CF3=1p、RF=100m

时域与频域同时对比测试！

电路正常工作时的时域测试电路

电路正常工作时的瞬态测试波形：输出电流367mA、输出电压7.383V

5.1.2电路振荡未正常工作：

环路稳定时：CF1=100n、RF=100meg

环路振荡时：CF1=1p、RF=100m

时域与频域同时对比测试！

电路振荡时的频域测试电路

环路增益与相位频率特性曲线

环路增益为0dB时的相位裕度为25.8度——电路振荡

环路稳定时：CF3=100n、RF=100meg

环路振荡时：CF3=1p、RF=100m

时域与频域同时对比测试！

电路振荡时时域测试电路

电路振荡时的瞬态测试波形

5.2 恒压工作稳定性测试

环路频域测试电路

环路增益与相位频率特性曲线

环路增益为0dB时的相位裕度为57度——电路稳定工作

电路稳定工作时的时域测试电路：负载电阻为20+50=70欧姆

电路稳定工作时的瞬态测试波形

输出电压、电感电流与开关电压波形：输出电压16.1V

5、PS：Over Temp——过热保护电路测试

过热保护电路

R14实现滞环功能：

温度超过设定值时VT变低，通过R14使得OT电压更低；

温度恢复正常值时VT变高，通过R14使得OT电压更高；

VT为高时过热保护无效，VT为低时过热保护起作用、电源停止工作；

开机时VT为高。

瞬态仿真设置

测试波形与数据：

运放正输入V(OT)高于负输入V(REF)时输出为V(VT)高，否则为低；

热敏电阻V(Temp)由高变低并且小于3.26k时V(VT)边低——过热保护起作用；

热敏电阻V(Temp)由低变高并且大于5.08k时V(VT)变高——过热保护失效；

实现滞环过热保护！

6、PS：UndervlotageProtect——输入VIN欠压保护电路测试

欠压保护电路

R7实现滞环功能：

输入电压VIN超过设定值时Vupro变高，通过R7使得Vo电压更高；

输入电压VIN低于设定值时Vupro变低，通过R7使得Vo电压更低；

Vupro为高时欠压保护无效，Vupro为低时欠压保护起作用、电源停止工作；

开机时Vupro为高。

瞬态仿真设置

测试波形与数据：

运放正输入V(Vo)高于负输入V(2V5)（2.5V参考电压）时输出V(Vupro)为高，否则为低；

输入电压V(IN)由高变低并且小于7.25V时V(Vupro)变低——欠压保护起作用；

输入电压V(IN)由低变高并且大于14.03V时V(Vupro)变高——欠压保护失效；

实现滞环欠压保护！