隨著設備端的小型化趨勢和成本考量,1Mhz以上的高速開關頻率的BUCK型DCDC轉換器的市場需求量正在全面替代傳統的52Khz-520Khz的DCDC控制器。這樣高的開關速度,帶來了極小化的電感容量和輸出電容優勢,并且高速的開關意味著更小的紋波。
![pYYBAGIXUKCAUANhAAF1LJ0uQ60569.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/71/pYYBAGIXUKCAUANhAAF1LJ0uQ60569.png)
但是高速的開關芯片,為了輕負載高效率,更多更復雜的控制模式是非常常見的。例如下面這顆芯片手冊中所披露,在不同的負載電流下,一共有三種開關模式。
![pYYBAGIXUKCAXQHtAABy0Cq-9_Q999.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/71/pYYBAGIXUKCAXQHtAABy0Cq-9_Q999.png)
這么多復雜的開關模式,還要考慮小型化的電感需求,又要避免電感飽和問題。在產品定型時必須做出針對自己工況的量化數據。而如此高速的開關頻率,對電流的測量提出了非常嚴酷的考驗。一只超高速又值得信賴的電流探頭是必須的。
本文案例是一個客戶在選型到一顆不錯的降壓型BUCK芯片,為外圍的電感選型而發愁。希望通過精確而簡便的方式,量化評估電感的飽和電流Ista的選擇。
針對客戶實際情況給客戶配置了入門級示波器TBS2000B方案。這個示波器第一次在入門級價位內,配備了TEKVPI接口,可以非常方便的插入并且自動識別探頭。
本文選擇使用了TCP0030A探頭,此探頭可以達到120Mhz帶寬,對于高速BUCK信號的測量非常合適。
被測器件是一顆52V 1.2Mhz的降壓型BUCK芯片,這么高的開關頻率,確實在紋波和電感尺寸方面可以獲得極大的優勢,但是同時也為電流的測量提出了很高的難度。TCP0030A完全可以滿足。
下圖是負載到300mA時的PWM模式下的開關波形:
![pYYBAGIXUKKASrSTAADF2krZpOc539.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/71/pYYBAGIXUKKASrSTAADF2krZpOc539.png)
綠色為SW節點開關波形、黃色為輸出紋波、紅色電感電流
由于本BUCK還提供輕負載高效率的SKIP和Burst模式,所以也要仔細評估這兩個模式下的電感電流。
下圖為負載電流在28mA時進入Burst模式的波形。
![pYYBAGIXUKOAS4tjAADEdcUCUvA073.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/71/pYYBAGIXUKOAS4tjAADEdcUCUvA073.png)
下圖為負載在2mA時,芯片進入skip模式。
![poYBAGIXUKOAS7ExAABvF-73tF0397.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/6A/poYBAGIXUKOAS7ExAABvF-73tF0397.png)
同時也非常清晰的看到了本BUCK器件非常低的紋波水平。
可以通過本套配置,輕松測量得到客戶滿意的電感選型指南。已最優化成本,PCB占位面積,并且留出相當的裕度,再根據自己實際的工況,輕松選擇適合的Ista的電感避免造成飽和。
系統配置參考
![pYYBAGIXUKOAfR8OAAATCIhJP80586.png](https://file.elecfans.com//web2/M00/32/71/pYYBAGIXUKOAfR8OAAATCIhJP80586.png)
主要設備名稱推薦型號主要技術指標系統應用
示波器TBS2204B四通道200Mhz 1、基礎電流測試
2、高速電流測試
3、開關電源測試
探頭TCP0030A 120Mhz 30A電流探頭
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審核編輯:符乾江
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