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dcdc同步降压芯片选型,浅谈DCDC电源芯片异常原因及措施

发布时间:2023-10-09 23:28:55编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对dcdc同步降压芯片选型,浅谈DCDC电源芯片异常原因及措施不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

dcdc同步降压芯片选型,浅谈DCDC电源芯片异常原因及措施

很多读者应该听说过地弹,但地弹应该没什么问题。这个案例是DCDC动力芯片的一个案例。1.下面的图1描述了这个问题。产品的电源之一是12V到3.3V的电路,产品出厂50K左右后,有1%左右的产品无法启动。解耦定位后,问题出在下图的电源芯片上。图1从12V到3.3V的电路2。原因分析

问题说到底,最终还是和PCB的布局布线有关,这就涉及到一个很重要也很容易被忽略的技术:地弹。

如下图所示,左图为芯片内部原理框图,右图为实际PCB中的布局图。在高频开关电源中,有两个器件提供能源:输入电容Cvin和电感L Buck(1)当高端开关闭合,低端开关断开时,电流路径用红色箭头表示;(2)当高端开关断开,低端开关闭合时,电流路径用蓝色箭头表示。

图2芯片内部高低开关(左)和实际工作图(右)。

根据电磁感应定理:e=-d/dt=-d(Li)/dt=-Ldi/dt由于红蓝回线面积变化较大,最终体现在低端开关与Cvin之间会产生感应电动势。厂商内部手册显示,电源芯片只有满足以下两个条件才能进入测试模式。在测试模式下,功率芯片不工作,电源无输出。

(1)pin5 FB电压大于3v;(2)pin6引脚COMP电压小于-0.5V;我们实际设计的PCB原理图如下图所示。环路1由Cvin、高端开关、L、Cbuck和负载组成,环路2由Cbuck和负载组成,环路3由低端开关、L和负载组成。其中回路面积变化a最大,电流变化最快,测得的6针COMP最高可达-0.6V。如果FB引脚耦合的干扰达到3V,可以将芯片置于测试模式,导致无输出。

图3不良布局产生3个环图4不良布局产生3个环3。解决办法

问题的主要原因是两种开关状态的回路面积不同,导致感应电动势变化很大,芯片内部逻辑混乱。重新布局后的措施有:(1)输入电容和高低开关尽量保持在同一水平;(2)将输出电容和负载尽可能靠近电源端,以消除上图中回路2引起的变化。同时可以应对用电设备的突电流,突电流大部分由输出电容提供,而不是由功率芯片转换。

(3)重新布局后线圈面积的变化=变化长度x板厚。板材厚度2mm,此时的面积变化基本可以忽略不计。

图5优化布局,循环变化基本可以忽略。4.总结对于DCDC电源芯片,厂商不会透露其内部具体的逻辑电路,但有一点是肯定的,如果高低开关两种不同状态引起的回路面积变化处理不当,由此产生的地弹会影响内部逻辑,使其进入不确定的工作状态。黄飞

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