BUCK電路開(kāi)關(guān)波形分析

在測(cè)試BUCK的開(kāi)關(guān)波形時(shí),經(jīng)常看到不同芯片波形不一樣,比如有的上管導(dǎo)通前有下沖,導(dǎo)通后有過(guò)沖,斷開(kāi)后有下沖,有的除了有過(guò)沖外,還有振蕩的情況,比如下圖中的A,B,C ,D幾個(gè)地方,什么情況下會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?

BUCK電路一般分為兩種,同步BUCK和異步BUCK,這兩種中上管有可能是PMOS,也可能是NMOS,用NMOS時(shí),因?yàn)槭歉唠妷洪_(kāi)啟,所以就會(huì)存在啟動(dòng)電容,用NMOS的原因,主要是NMOS導(dǎo)通電阻小,工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,成本便宜.這不是今天討論的重點(diǎn), 重點(diǎn)是同步和異步BUCK在波形上有一些區(qū)別.

1.先看同步BUCK,圣邦微SGM61230,原理圖如下:

同步BUCK,方框圖如下圖:

在負(fù)載1A時(shí),測(cè)試SW開(kāi)關(guān)波形:

A處:

上管即將導(dǎo)通,下管即將斷開(kāi),為防止上下兩管存在同時(shí)導(dǎo)通,需讓上管導(dǎo)通前,下管先斷開(kāi)一段時(shí)間,此時(shí)電感,負(fù)載電阻,下管的寄生二極管形成輸出回路.

所以會(huì)看到波形下沖,因?yàn)闇y(cè)試波形時(shí),示波器的地接的是原理圖中的GND,示波器的信號(hào)探頭接SW腳,可以看到A處電壓為-0.744V

B處:

有細(xì)微的振蕩,此時(shí)上管導(dǎo)通,下管斷開(kāi),輸入線路上的電阻,等效電感,以及下管MOS上的等效電容,形成RLC振蕩.具體分析可以看前面的文章<>.

C處:上管斷開(kāi),下管的MOS還未導(dǎo)能,此時(shí)靠下管MOS體二極管導(dǎo)通,所以會(huì)有-0.7V的下沖,又因?yàn)檩敵龌貋?lái)產(chǎn)生了振蕩,存在振蕩,振蕩的在因是下管分布電容與電感形成的LC振蕩.具體分析可以看前面的文章<>.

2.LRM16030,一顆TI的異步BUCK,下方為其原理圖.

BUCK簡(jiǎn)化圖

在SW處測(cè)試開(kāi)關(guān)波形,負(fù)載1A,讓其處于CCM模式.

可以看到:

A處,沒(méi)有下沖,其原因是SW處是二極的陰極,測(cè)得的應(yīng)該是-0.7V,因?yàn)闆](méi)有下管,不存在0V電壓的出現(xiàn),因此就沒(méi)有下沖.

B處:輸入回路產(chǎn)生了振蕩.

C處:輸出回路產(chǎn)生了振蕩.

實(shí)際電路里,輸入,輸出回路都會(huì)有等效電阻,等效電容,等效電感的存在,所以或多或少會(huì)存在一些振蕩.只要在合適的范圍內(nèi),都是正常的.

總結(jié)一下:

同步BUCK:

1.SW處,由低到高突變時(shí),一定會(huì)存在下沖的情況,在切換到高電平后,會(huì)產(chǎn)生振蕩.

2.SW處,由高到低突變時(shí),一定會(huì)存下沖的情況,在切換到低電平后,會(huì)產(chǎn)生振蕩.

異步BUCK:

3.SW處,由低到高突變時(shí),不會(huì)有下沖的情況,在切換到高電平后,會(huì)產(chǎn)生振蕩.

4.SW處,由高到低突變時(shí),不會(huì)有-0.7V下沖的情況,在切換到低電平后,會(huì)產(chǎn)生振蕩.