引言：DC-DC的并聯問題一般使用不是很多，在電流不夠的情況下，并聯輸出是一個不錯的解決方案，多電感并聯使用尤其方便，鎖相可以減少紋波，不鎖相也不會有什么問題，本節分析一個單電感并聯使用的故障案例，供大家一起學習。

1. 問題背景

在使用MPS的一款電源芯片時，原理圖如圖2-1所示，成品PCBA到后初步測試整板連接性完好，上電后，電源端顯示功耗很大，表明有短路狀況發生，此時電源芯片本體還發出滋滋滋極強的電流音。

1#：電源芯片本體發出比較大的電流音。

2#：空板PCBA(無軟件)功耗極大。

3#：測量一級DC-DC(12V-5V)，輸入正常，輸出為3.8V，不正常。

圖2-1：原理圖

2. 排查過程

PMIC測量

上電情況下測量PMIC的幾路輸出，輸出均不正常，偏離設定值非常大。

電源鏈路排查

圖2-2：電源鏈路

整個電源鏈路為12V--->5V--->PMIC--->load，從輸入到負載逐級斷開定位問題區域，斷開5V和PMIC，測量5V正常，說明12V轉5V沒有問題，斷開load，故障沒有消失，說明問題在PMIC這個環節。

為進一步確定問題是PMIC，將所有負載均使用外置數字電源，不再使用板級PDN，此時主板芯片工作正常，連接串口如 圖2-3 ，可以正常收取信號。

圖2-3：主芯片工作正常可以讀取到串口信號

芯片移植

為了確認芯片的配置是否存在問題，將板上的PMIC拆下來移植到電源demo板上(demo板沒有負載，各個通道均獨立)，實際驗證此時PMIC各個通道輸出均正常。

3. 排查結論

比較區別就是demo板上四個buck不是并聯工作模式，所以確認是PMIC沒有按照需求配置為并聯工作模式，導致外部直接并聯，電流倒灌損壞PMIC。

4. 原理分析

根據以上結論，我們開始討論DC-DC并聯工作這種形式為什么會存在電流倒灌風險以及哪種情況會有倒灌發生。

單電感形式

如圖2-4和圖2-5所示，對于單電感并聯這種情況，當兩組HS-FET同時打開，兩組LS-FET同時關閉或者兩組HS-FET同時關閉，兩組LS-FET同時打開時，電流的紫色箭頭流向均正常。

圖2-4：單電感并聯鎖相

圖2-5：單電感并聯鎖相

此時我們再考慮一種極端情況，當A組HS-FET開啟，LS-FET關閉，B組HS-FET關閉，LS-FET打開時，如圖2-6所示，紅色箭頭部分電流直接通向GND，即發生了短路，就會損壞PMIC內部的FET，這個就符合上面遇到的情況，我們稱之為失相，圖2-6的假設失相為180°，比較極端，實際情況失相并不可控，FB引腳也懸空，所以才會發生很強烈的滋滋的電流音，因為短路的大電流時而導通時而斷開。如果失相180°，FET會因長時間短路而燒毀。

圖2-6：單電感并聯不鎖相

基于前述的分析，可以確定對于單電感并聯的DC-DC，兩者一定要鎖相，而且鎖相為0°，如圖2-7所示，PMIC手冊的簡圖中Programmable
OSC Phase
Shift不僅僅用來調整電源時序，還會根據寄存器配置的并聯模式進行DC-DC1和3鎖相，DC-DC2和4鎖相，后面類似這樣的使用方法一定要注意。

圖2-7：PMIC內部四路Buck簡圖

多電感形式

在Power系列里面介紹過多相電源(Power-2：外置開關同步降壓控制器-多相多輸出)，它們的并聯就是多電感并聯，也就是一個通道配置一個儲能電感，多相里面配置的相位差多種多樣，但是不會有電流倒灌的問題，如圖2-8所示，假設兩個鎖相180°(反相狀態)，即A組對電感充能，B組的電感釋能。

圖2-8：多電感并聯不鎖相

當不考慮Cout時，采集V1、V2、V3、V4四個點的電壓波形如 圖2-9
，V1=12V，V2=5.7V--->6.0V--->6.3V，V3=6.3V--->6.0V--->5.7V，V4=0V。在6.0V之前，V3電壓實際略高于V2，但因為V1的緣故，L阻抗更大，不會存在電流倒灌，在6.0V以后，V2電壓實際略高于V3，但此時L阻抗也很大，也不會有電流直接貫通到GND。(在某一微小時間段，存在Vin---L1---L2---GND，但因為L1充能，L2釋能，因此實際這個通路不會有電流，電流還是都流過Load)。考慮到Cout的存在，實際V2=V3，更加不會存在貫通電流，這個原理也是多相電源的并聯基礎(電流除了從電勢高處流到電勢低處以外，還會更偏向流向電勢差更大的地方，與GND的電勢差最大)。

圖2-9：圖2-8的時間段關鍵點波形

5. 小結

多電感形式的并聯，不用擔心電流倒灌的問題，而單電感形式的并聯，在鎖相之外可以在每個通道上再增加一個防倒灌功能，評估Iout，可以是二極管，也可以是別的電路。