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DCDC電源SW波形負壓以及輕載振蕩問題

硬件設計解析 ? 來源:電源綜合分析 ? 作者:電源綜合分析 ? 2023-02-20 09:01 ? 次閱讀

一、SW負壓問題

1.1 產生原因

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主要因為死區時間產生的,如圖28所示,比較直觀,BUCK拓撲結構的時候,經常會認為只有一個管子導通,要不上管,要不下管(CCM連續模式),但是隨著DCM模式的使用,芯片認為輸出電容存在的能量還未被消耗完。此時,芯片的上管和下管均關閉以實現節能。此時,下管因為漏電流的使體二極管導通實現剩余微弱電流的續流。因此,測到在下一次上管開啟之前,SW引腳電壓有一個負壓,通常負壓的大小為二極管的壓降約為0.7V。

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1.2 解決方法

在上管和下管轉換期間,電感電流主要從下管的體二極管流過。體二極管的導通電壓比較高,可選用一個肖特基二極管并在SW和GND之間,以此來提升整體效率。

二 、SW電壓輕載振蕩問題

2.1 產生原因

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波形現在處于DCM模式下,主要原因是在電感電流下降為0時,引起內部二極管處于截止狀態,但由于周圍存在寄生電容形成的振蕩電路,形成振蕩的周期與電阻阻尼有關,實際應用中在DCM模式下影響很小。

2.2 解決方法

1. 加大電感感值,讓電感到達零點的速度緩慢一下。

2. 串聯電阻。利用具有較大電阻的傳輸線或是人為地串入適當的阻尼電阻,可以減小脈沖的振幅,從而達到減小上沖和振鈴程度的目的。但當傳入電阻的數值過大時,不禁脈沖幅度減小過多,而且使脈沖的前沿產生延遲。因此,串入的阻尼電阻值應適當,并且應選用無感電阻,電阻的連接為值應靠近接收端。

3. 減小引線電感。優化PCB布局,減少寄生電容的存在。設法減小線路及傳輸線的引線電感是最基本的方法,總的原則是:盡量縮短引線長度;加醋到線和印制銅箔的寬度;減小信號的傳輸距離,采用引線電感小的元器件等,尤其是傳輸前沿很陡的脈沖信號時更應注意這些問題。

4. 由于負載電路的等效電感和等效電容同樣可以影響發送端,使之脈沖波形產生上沖和振鈴,因此,應盡量減小負載電路的等效電感和電容。尤其是負載電路的接地線過長時,形成的地線電感和雜散電容相當可觀,其影響不容忽視。

審核編輯:湯梓紅

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