排除 9 个常见 DC-DC 降压转换器问题
出处:维库电子市场网 发布于:2024-09-27 16:53:37
排除故障时,重要的是要考虑变量并减少可能的故障原因。
以下是一些指导原则:
您必须可靠地使系统无法排除故障。一个问题自己消失了,它自己又回来了。
只改变一件事并注意效果。
如果电路停止工作,请问“发生了什么变化?”是否有与失败同时发生的事件?
查看故障是否随转换板、芯片或负载一起移动。
请牢记这些准则,以下是设计 DC-DC 降压转换器时可能遇到的九个常见问题以及一些可能的原因。
测量输出电压的 10× 探头。图片来源:埃里克·博加廷
问题1:纹波太多
如果您看到 纹波太多,则电感可能太低 - 值越高,纹波越低,但瞬态响应越慢。
另外,请记住,大电感纹波电流意味着更高的峰值电流和更大的电感饱和可能性,尤其是在高温下,并且对 FET 造成更大的压力。
其他问题可能是C out太低(没有足够的存储空间来支持输出)或C out ESR(等效串联电阻)太高(导致C out中的 IR 压降)。
,低开关频率会导致更多纹波。
使用 10× 探头测量噪声。 Eric Bogatin 的“如何测量开关模式电源 (SMPS) 中的噪声”的屏幕截图
问题2:无法启动
首先,问问自己:“使能”引脚是否正确驱动(或上拉)?电源良好输出也是如此。
可能会出现启动失败的情况,因为负载电容过大(如 FPGA)就像短路一样,会触发电流限制。一些芯片具有消隐和软启动功能来克服这个问题。
为了避免误报,请将电流限制点设置得尽可能高,并与 FPGA 工程师协商以优化系统级别的电容。
,确保V输入不会下垂,并且 UV 锁定不会由于输入下降而激活。
问题3:关闭时输出端存在电压
如果您的电路确实已关闭,但您在输出上看到电压,则该电压通常来自另一个电源电路。检查是否存在通往其他活动导轨的不明显路径。
问题4:监管不力
使用远程V输出检测时,电源路径欧姆压降可能会导致调节不良,这可能是由于分配到电路板上过多负载的电源轨(单个电源转换器输出线)造成的。这就是为什么有时避免使用多轨转换器 IC (“PMIC”),而是在负载旁边使用多个转换器。
如果您的电压检测引脚有噪音,请保持该引脚的布局整洁,并确保与检测信号相关的任何电阻器放置在控制器附近。
另一种解释是您的参考电压在滤波不足时可能不稳定。
问题5:瞬态响应缓慢
这里的罪魁祸首是可能有太大的大容量输出电容或太大的电感器。
另一个问题可能是环路补偿不良。如果没有合适的设备,则很难完全表征环路特性。但即使您没有网络分析仪,您也可以使用阶跃负载并观察瞬态振铃,它会以低廉的成本告诉您很多信息。
此外,在开发过程中,如果设计负载发生变化,补偿通常也必须改变。例如,您是否以设计负载的一半使用工厂评估模块?你看到问题所在了。
问题6:不稳定
C out ESR 可能是不稳定的一个原因,因为它在环路响应中引入了零,这使得增益曲线停止下降并开始横向移动,从而侵蚀或消除了增益裕度。如果零频率足够低,则在相位达到 180° 之前增益不会过零。
较便宜的转换器芯片可能会进行内部补偿以节省外部部件,但请确保您的C输出满足和C输出ESR 范围,在该范围内它们将保持稳定。
不稳定的其他解释可能包括电压感应不良或求和节点布局或噪声。
确保使用设计软件生成波特图并检查相位和增益裕度,包括温度范围。
问题7:效率低下
自举电容器需要足够大,以便为高侧 FET 栅极提供电荷,否则,该 FET 可能无法完全导通,然后会消耗功率。与升压引脚串联的电阻器可用于调节开启以控制振铃。
测量电源电路效率(尤其是 90% 以上)并非易事,因为它需要电流测量,并且是两个功率量的比率。希望您已经通过电子表格工具描述了每个组件对损耗的贡献,该工具通常会告诉您 MOSFET 和电感器电阻(DCR 或直流电阻)是造成热量浪费的主要因素。
显示降压开关稳压器的效率与频率的关系图。该图取自Linear Tech/Analog Devices 的LT8610 数据表。问题8:低温
请记住,低温下电解电容的 ESR 会上升,而电容会下降。
问题 9:PMBus 问题
在共享数据通信总线上,确保当您不注意时另一个节点不会间歇性地喋喋不休。
另外,请确保您使用的上拉电阻足够强:47 kΩ 上拉电阻(如在 FPGA 中)远不如 10 kΩ。
上一篇:三段式电流保护的优缺点
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 三段式电流保护的优缺点2024/9/14 15:00:13
- 空气开关跳闸的原因及解决办法2024/9/6 17:03:54
- 电弧故障断路器 (AFCI)2024/9/6 16:09:53
- 保护设备免受电气故障的影响2024/8/9 16:15:54
- 解决 9 个常见的 DC-DC 降压转换器问题2024/8/8 16:26:03