如何讓“下電”變的干凈利落

今年在北京舉行的冬奧會(huì)，想必讓大家對(duì)冬奧的項(xiàng)目都有了大致的了解，各種精彩刺激，各種美妙絕倫，比如：跳臺(tái)滑雪，花樣滑冰。

小編研究過(guò)，這些比賽中，落地穩(wěn)不穩(wěn)，都會(huì)極大地影響比賽成績(jī)。比如跳臺(tái)滑雪，其技術(shù)動(dòng)作包括四部分，分別是助滑、起跳、空中飛行和著陸， 其中著陸主要就是看落地穩(wěn)不穩(wěn)。

但是，這一期小課堂咱們是要講跳臺(tái)滑雪么？

這……, 當(dāng)然不是啦，別急，讓我們慢慢進(jìn)入正題……, 我們本期聊的是：電源電壓的“著（xia）陸（dian）”。

大家都知道，我們生活中的各種電器，其電源可能每天都要經(jīng)歷“著陸”的過(guò)程，比如關(guān)燈，電腦關(guān)機(jī)，關(guān)電視，關(guān)空調(diào)，等等等。

人類(lèi)對(duì)于美的要求驚人的相似，和跳臺(tái)滑雪一樣，都希望著陸之后穩(wěn)穩(wěn)的，不要叫評(píng)委和觀眾擔(dān)心。

電源著陸也是一樣，要求穩(wěn)，細(xì)分成幾個(gè)江湖黑話，就是單調(diào)下降無(wú)回勾，無(wú)負(fù)過(guò)沖，無(wú)反彈，就像這樣。

當(dāng)然啦，這不僅僅是美不美的問(wèn)題，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)绊懞蠹?jí)芯片可靠性, 特別是，當(dāng)負(fù)過(guò)沖出現(xiàn)的時(shí)候……

好了，下面我們來(lái)分別聊一聊這3句江湖黑話，對(duì)應(yīng)著3種典型波形，分別命名為 R，G，B, 由他們組成了各種各樣的奇怪波形。

R 類(lèi)波形

這類(lèi)波形可以再分成 I 型和 II 型：

1、R 類(lèi) I 型

是由于 DC-DC 重啟造成的，由于輸出電壓下跌，當(dāng)降到負(fù)載的帶載電壓時(shí)，其電流會(huì)突然減小，這時(shí) DC-DC 的輸入端線路感抗上的多余能量無(wú)處釋放，最終會(huì)將輸入電壓抬起，超過(guò) DC-DC 芯片工作點(diǎn)之后， DC-DC 重新工作，導(dǎo)致下電波形出現(xiàn)回勾，不單調(diào)。只要檢測(cè) SW 端有沒(méi)有 Switch，就能判斷是否屬于此類(lèi)。

此類(lèi)波形相對(duì)比較好處理，通常 DC-DC 芯片的規(guī)格書(shū)都會(huì)對(duì)啟動(dòng)和回差電壓做規(guī)定。比如 MPS 公司的 MPM3683-7：

所以我們可以通過(guò)以下兩種方法，讓 DC-DC 穩(wěn)穩(wěn)地剎住車(chē)：

減小輸入電壓反彈，比如優(yōu)化輸入濾波，減小輸入感抗，選擇更大容值，更小 ESR/L 的輸入電容，并讓輸入電容盡量靠近電源芯片端。找元件現(xiàn)貨上唯樣商城

通過(guò)合理設(shè)置 EN 上下分壓電阻使得輸入下跌至 UVLO 前，關(guān)閉EN，徹底打消 DC/DC 開(kāi)關(guān) Switching 重啟的念頭。

2、R 類(lèi)II 型

是由于負(fù)載突然減小，DC-DC 內(nèi)部輸出電感或者輸出線路電感存儲(chǔ)的多余能量無(wú)處釋放，最終會(huì)將輸出電壓短時(shí)抬高。

此類(lèi)沒(méi)有更好的解法，只能是靠?jī)?yōu)化線路，降低線路上的感抗，增大負(fù)載端電容來(lái)壓低反彈。

G 類(lèi)波形

它也可以再分為 I 型和 II 型：

1、G 類(lèi) I 型

I 型

是由于 Buck 電路下管在下電的時(shí)候沒(méi)有關(guān)斷，電感電流持續(xù)反向造成的，此種情況在空載或輕載時(shí)較為常見(jiàn)；為了避免此類(lèi)問(wèn)題，通常芯片會(huì)在關(guān)機(jī)時(shí)增加過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)，判斷下管電流反向過(guò)0時(shí)主動(dòng)關(guān)斷下管，通常稱為 ZCD 點(diǎn), 此舉能有效阻止關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生負(fù)向過(guò)沖。

2、G 類(lèi)II 型

是由于輸出線路寄生感抗造成的，此種情況在重載或者輸出短路故障時(shí)更易出現(xiàn)。此時(shí)我們就需要盡量減小輸出線路感抗，增加負(fù)載端電容，并使其更靠近負(fù)載來(lái)減輕癥狀。

B類(lèi)波形

此類(lèi)波形經(jīng)常出現(xiàn)在重載關(guān)機(jī)時(shí)，所以往往會(huì)被誤認(rèn)為跟 R 類(lèi)波形類(lèi)似，都是線路感抗造成的。但是，這個(gè)反彈出現(xiàn)的時(shí)間非常晚，線路感抗的影響通常都是 us 級(jí)的，而對(duì)比此類(lèi)輸入電壓波形，你會(huì)發(fā)現(xiàn)第一次關(guān)機(jī)后，其反彈的速率非常慢，達(dá)到 ms 級(jí)，甚至幾十 ms！

此類(lèi)波形的出現(xiàn)機(jī)理跟 R 類(lèi)、G 類(lèi)是完全不一樣的，其來(lái)源于電介質(zhì)的吸收效應(yīng)。如果輸入電容的放電電流開(kāi)始很大，突然切到基本為0，電容器中的電介質(zhì)會(huì)將之前吸收的部分電荷再緩慢釋放，當(dāng)其再次達(dá)到電源芯片的開(kāi)機(jī)電壓點(diǎn)時(shí)，就會(huì)造成輸出電壓反彈。

這種情況也可以通過(guò) EN 下電，來(lái)提高輸入電壓的欠壓保護(hù)點(diǎn)和保護(hù)回滯，如R類(lèi)I型波形的處理方法，使其反彈電壓不至于高過(guò)開(kāi)機(jī)點(diǎn)而造成重啟?；蛘咧苯蛹右恍╈o態(tài)負(fù)載來(lái)消耗這部分電荷，都是能夠解決問(wèn)題的。

審核編輯：湯梓紅