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#罗姆电源评估板评测之旅#是罗姆不是螺母

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我是死鱼眼|  楼主 | 2022-7-9 23:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 我是死鱼眼 于 2022-7-10 23:07 编辑

#申请原创#
前言
       首先感谢21IC@小喇叭 和罗姆给予本人测评资格,因为上海疫情,电源评估板推迟了一个月才收到。所以本来的一些计划也有变动了,手头上一些设备也让同事在用。加上自己拖拖拉拉的,一看论坛,貌似就剩我没有发评测,此处向21IC和罗姆道歉。但也感谢二姨家给予时间。
介绍一下:

      该评估板提供24V隔离电压输出、90Vac~264Vac输入,最大输出电流为1.67A。用于评估BM2P060MF,这是一颗内置650V隔离的PWM式DC/DC转换器IC。该芯片内部集成的0.7欧低导通电阻的650V MOSFET,因此可以达到了91%极高能效(标准模式下)。

芯片内部的PWM控制器用于AC/DC供电,因此BM2P060MF可以为各种带电源插座的产品提供更佳的系统设计,非常有助于降低工厂的安装成本并提高白色家电和工业设备的节能性和可靠性。表贴封装、可支持高达45W的输出功率,有助于降低工厂的安装成本

先说第一感觉:
因为本人有日系大厂的工作经历,对ROHM和LAPIS也算老客户了。电源板拿到手,就直接感受到一贯的“用料扎实”。
说说LAYOUT:
但是再认真“抠”一下,这个设计我觉得有点差强人意了。
1.  这个PCBA的LAYOUT十分分散,一点都不紧凑,实际设计产品时不可能紧凑度这么低,以往ROHM的其它DEMO板也不会这么分散;毕竟板材也是要成本的,而且对一些测试验证也有影响(下面会提到)。
2.  在这么不紧凑的设计中,竟然还是两面SMT+Flow+手焊这种最最最贵的生产工艺。ROHM宣传的降本有点没有说服力了
3.  输出端子没有标“L N”,以往的其它DEMO板均有标明
还有一些问题就不抠了

开始测试:
       正式测试前,先为ROHM卖个广告吧,ROHM的官网有个技术子网站,里面有非常多的干货,大家可以有空就去学习一下,十分有收获。
我这次的测试内容也是参考罗姆的技术文档《隔离型反激式转换器 性能评估和确认要点》
这次的评测,由于手上一时没有拿到好的可调交流电源,所以以下测试均只在 AC90V 和 AC230V测试,没有测到AC264V,实属遗憾。

0.    测试输出电压
9170662caa07837aa1.png
由原理图可以算出 VOUT = (9.1+180+22)* 2.495 / 22 = 23.94V
实际测试电压为23.87V. 误差率在 0.3%以内。精确度非常高。
4634062caa0f7615ba.png

1.    测试纹波
“在进行波形观测时,如果使用示波器探头的夹钳进行接地处理,在波形中可能会出现原本不存在的紊乱或尖峰。最好使用直接插入探头的专用连接器,但是只要尽可能地缩短地线来进行测量(如照片所示),效果也非常好。”这段话就是在上面说的文档摘录下来的。具体还付了个图片。
屏幕截图 2022-07-10 161631.png
所以我的测试如下图:
4820562caa1d4a0c57.png

然后结果是:
AC90C 空载
新建文件1.bmp
AC90V 满载
新建文件2.bmp
AC230V 空载
新建文件3.bmp
AC230V 满载
新建文件4.bmp
可以看到,这款电源在空载,纹波基本可以控制在10mV以内,
满载时,可以控制在200mV以内,0.8%,的确十分优秀。

2.  Vds的测试
Vds = 1.414*Vin + n(Vout + Vf)+ 尖峰电压
测试点如图:
468162caa720aaf5f.png
2642762caa6a0a18a3.png
Vds的大小取决于输入电压的大小,所以只测试最大输入电压就可以,本来应该测试AC264V的,如前所说,奈何只测到AC230V,不过从测试结果来看,当输入为AC230V,Vdsmax也只有452V,就算输入为AC264V计算结果也只是500V,与650V的限值来比,考虑90%的降额设计也还有很大裕量,可以知道罗姆的工程师的确是以AC264V来设计的。其中变压器的漏感产生的尖峰电压也有RCD电路控制在52V
新建文件6.bmp

3.  输出二极管的反向耐压测试
测试点如图:
1305162caab39bd267.png
结果为144V
新建文件9.bmp


4.  负载变化测试
把负载以0.5Hz的频率从0.1A跳变为1.6A再跳变会0.1A,看电压的波动
RIGOL1.bmp
DEMO板的设计是在非连续模式(DCM),瞬态响应会有更好的响应,测试前就没有担心会有问题。


其他的关于电流的测试,由于需要对PCB进行一定的破坏才能测试,所以这次就暂不测试了。

以上都是一些常规测试,罗姆的技术文档《隔离型反激式转换器 性能评估和确认要点》从原理到测试方法都有详细说明;
其实以罗姆的实力来说,他们DEMO板根本就不会出现测试不及格的项目;DEMO板不用考虑成本,在满足要求的前提下选型元器件,再在变压器一致性的管控下下点功夫,肯定就没有问题了。
下面是关于IC温升的测试,我觉得是这次评测最为重要的测试,
为什么呢?首先这款电源板的特点是什么呢,就是输出功率能达到40W,但是IC却是内藏MOSFET。想想我们在设计反激的电源时,内藏MOSFET的芯片型号,如果是SMT工艺的芯片,满足全球电压的AC90-240V的设计,最大输出功率也就10W左右,像ST的VIPER22,规格书就说最多10W。
我之前就测试过VIPER22设计的电源,AC220V的输入,12W的输出,芯片表面就达到55K的温升了,根据规格书一算,12W基本就是极限。
测试环境:
6022162cae28042adb.png
7774962cae29f0cbcc.png
但是这次罗姆的芯片,我在输入AC230V的情况下,室温30℃。
罗姆IC的表面温升大概只有35K.
虽然根据理论来说,最严酷的情况应该在AC90V(电流更大),但是从以上结果来估算,就算AC90V,芯片温升应该还能及格。
但是这是输出功率40W的情况下喔!!!
(不过PCB这么松垮垮的布局也有一定帮助)
所以可以设计出内藏MOSFET的40W输出的反激芯片,罗姆的技术的确惊人!虽然不知道价格是否也惊人。。。
屏幕截图 2022-07-09 182058.png

总结:从测试结果来看,这款ROHM的芯片的确是与同类产品来比相当优秀,
但是实在话,也要看ROHM能把价格控制在什么水平,
如果价格不亲民,那么这款芯片也只是ROHM在“秀肌肉”而已。

另外,本次测评由于本人的拖拖拉拉,还是有不少测试没有做,
如果后面21IC和ROHM不回收PCB的话,会继续进行测试,包括电流方面的测试。

谢谢!

测试视频:https://www.bilibili.com/video/BV1hr4y1E7C2/?vd_source=ab2093a70a4cfedfea91c4804f716cf2
https://www.bilibili.com/video/BV1yr4y1E7vE/?vd_source=ab2093a70a4cfedfea91c4804f716cf2



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