羅姆電池管理解決方案評(píng)估板“REFLVBMS001-EVK-001”深度評(píng)測(cè)-下篇

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上篇介紹了羅姆電池管理解決方案評(píng)估板REFLVBMS001-EVK-001的系統(tǒng)構(gòu)成和Battery供電開關(guān)機(jī)的測(cè)試，本篇將繼續(xù)針對(duì)BUCK芯片進(jìn)行紋波測(cè)試、空滿載起機(jī)測(cè)試、動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試等深度測(cè)評(píng)。

■ BUCK芯片穩(wěn)態(tài)紋波

CH2: VOUT(ac 耦合);

CH3: SW;

CH7: iL，電感電流;

以下是3.6Vin-3.3Vout工況下的紋波測(cè)試。

? 空載紋波-7mV Vpp

可以看出該芯片支持Burst模式，控制邏輯也很簡單，當(dāng)Vout達(dá)到設(shè)定high值時(shí)SW關(guān)閉，等待Vout降低到設(shè)定low值時(shí)SW動(dòng)作上管開通向輸出傳遞能量Vout升高，可以看出每隔大約80ms開關(guān)管才動(dòng)作一次，這也是該芯片能做到極低功耗的一個(gè)原因。

不過因?yàn)槭莃urst模式，也就意味著開關(guān)頻率會(huì)隨著負(fù)載的變化而發(fā)生改變，后面緩慢增加負(fù)載也會(huì)開到開關(guān)頻率的變化。

? 10uA負(fù)載紋波-15mV Vpp

10uA負(fù)載時(shí)輸出Vout ripple大小不均勻，這也導(dǎo)致了Ripple增大，這是因?yàn)槊}沖個(gè)數(shù)有1-2個(gè)不固定導(dǎo)致，推測(cè)主要是內(nèi)部檢測(cè)Vout時(shí)有noise干擾導(dǎo)致比較器動(dòng)作次數(shù)不固定。

? 1mA負(fù)載紋波-7mV Vpp

1mA負(fù)載脈沖已經(jīng)可以均勻打出，ripple形狀比較固定

? 100mA負(fù)載紋波-7mV Vpp

100mA負(fù)載電感電流已經(jīng)進(jìn)入CCM

? 500mA滿載紋波-20mV Vpp

■ BUCK芯片空滿載起機(jī)測(cè)試

CH1: VIN;

CH2: VOUT;

CH3: SW;

CH7: iL，電感電流;

? 空載起機(jī)波形， 電感電流最大值達(dá)到340mA

? 滿載500mA起機(jī)波形， 電感電流最大值達(dá)到863mA，因此選擇電感時(shí)要考慮余量防止電感飽和;

■ BUCK芯片動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試

buck采用的COT控制，該控制方法最大的優(yōu)勢(shì)就是響應(yīng)迅速，很多VR buck場(chǎng)合都會(huì)采用這種控制方法，下面我們來看看動(dòng)態(tài)響應(yīng)如何吧。

? 0-500mA 跳變測(cè)試

放大細(xì)節(jié)來看一下：

0-500mA加載恢復(fù)時(shí)間用了16us，電壓跌落達(dá)到了87mv，效果并沒有很驚艷。

500mA-0mA減載恢復(fù)用了30us左右，電壓過沖60mV。

? 250-500mA 半載切滿載跳變測(cè)試

250mA和500mA buck均工作在CCM狀態(tài)，調(diào)整時(shí)間快了很多，均在10個(gè)us左右。

整體來看，消費(fèi)級(jí)使用動(dòng)態(tài)效果已經(jīng)算是不錯(cuò)的了。

■ BUCK芯片輸出短路測(cè)試

最后來看看當(dāng)輸出短路時(shí)，芯片會(huì)如何應(yīng)對(duì)。

可以看到數(shù)出短路時(shí)電感電流最高沖到1.344A，從芯片內(nèi)部來看，對(duì)buck上下管均進(jìn)行了電流采樣，應(yīng)該對(duì)上管和下管都設(shè)置了OCP限流點(diǎn)

■ BUCK芯片效率測(cè)試

測(cè)試設(shè)備采用Keysight 6位半精度雙通道SMU B2912，測(cè)試采用keysight上位機(jī)軟件Quick IV，設(shè)置Vin 3.6，4.2和5.5V三個(gè)點(diǎn);Iout 設(shè)置10uA-0.5A 共200個(gè)點(diǎn)對(duì)數(shù)序列掃描。整個(gè)過程可以在幾分鐘內(nèi)完成，另外設(shè)置測(cè)量速度為Long-10PLC盡量減小測(cè)量誤差。

可以看到10uA負(fù)載基本上效率就已經(jīng)上90%了，效率方面表現(xiàn)優(yōu)異，最高效率點(diǎn)在3.6Vin 負(fù)載130mA左右，達(dá)到了97%。

■ BUCK芯片空載和shutdown關(guān)機(jī)電流

最后到了這顆芯片主打的低功耗測(cè)試，3.6Vin3.3Vout空載時(shí)僅有188nA輸入電流，將EN短路芯片shutdown測(cè)試輸入電流僅有6nA，納悶怎么shutdown電流只有6nA比規(guī)格書標(biāo)稱的typ值小很多。

? 3.6Vin-3.3Vout 空載輸入電流

? 3.6Vin-EN接地shutdown時(shí)輸入電流

總體來看這顆芯片在IoT應(yīng)用方面表現(xiàn)還是很不錯(cuò)的，極低的空載和shutdown電流，極高的輕載效率，還算滿意的動(dòng)態(tài)效果和表現(xiàn)優(yōu)異的輸出ripple水平。

以上是本次測(cè)評(píng)全部內(nèi)容，感謝閱讀。

審核編輯：湯梓紅