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01 / 简介 /
[ 为啥BUCK芯片EN都拉低了SW还在打波? ]文章中从群聊问题开始,分享了Buck芯片或Load Switch器件的输出放电功能。[ 这样的BUCK电路输出放电功能好还是不好? ]文章进一步分享了MPQ2143的输出放电功能,其输入电容量和输出电容量需要满足一定的关系,否则可能会有输出端能量倒灌到输入端,从而损坏芯片本身或者损坏母线上的其他器件。
巧了,我就遇到了有能量从输出端倒灌到输入端,母线电压从20V水平冲高到了30V水平,将母线上的其他电源芯片给干烧了。此文,分享下这个案例。
02 / CCM和FCCM /
我们知道,降压电路的工作模式有:
脉冲频率调制(PFM, Pulse Frequency Modulation),是在保持占空比不变的情况下,通过改变开关频率来驱动功率开关管,从而使输出电压恒定的一种调制方法。
脉冲宽度调制(PWM, Pulse Width Modulation),是最常见的电压调制方法,在开关周期或开关频率恒定的情况下,通过改变导通时间(即占空比)来驱动功率开关管,从而使输出电压恒定的一种调制方法。
这里,从开关管导通的角度看,PWM对应的导通模式有:连续导通模式CCM(Continuous Conduction Mode)、强迫连续导通模式FCCM(Forced Continuous Conduction Mode)。
03 / PFM模式下的OVP测试 /
上图所示,是BUCK开关电源工作在PFM模式下测试得到的输出电压OVP波形,SW引脚的波形没有冲高,输出电压逐渐增大后,芯片也逐渐停止打波,这是正常的。
04 / FCCM模式下的OVP测试 /
上图所示,这是某BUCK转换器芯片的参考电路,MODE=LOW时,芯片工作在PFM模式,MODE=HIGH时,芯片工作在FCCM模式。
上图所示(这里正常输出电压是10V,并不是参考电路中的5V),是将BUCK开关电源通过单独的FCCM或MODE引脚配置在FCCM模式下测试得到的输出电压OVP波形,随着输出电压逐渐增大而过压,SW波形也逐渐增大,最终会导致输入电压从20V水平增加到30V水平,最高达到了32.48V,从而损坏了母线上的其他电源芯片...注:这里波形的不足是,没有抓取输入VIN波形。那么,为何PFM模式可以正常测试输出电压OVP功能,而FCCM模式就无法正常测试输出电压OVP功能呢?
05 / 将buck拓扑干成了boost拓扑 /
上图所示,是同步BUCK电路拓扑,正常工作时输入电压VIN大于输出电压VOUT...
上图所示,如果该BUCK电路工作是FCCM模式,且输出过压了,相当于是电感右侧输出节点平均电压大于了左侧SW节点平均电压,从输出端看向输入端,这可不是BOOST拓扑了嘛...所以才有前文OVP测试图中SW节点电压从20V水平冲高到30V水平,从而损坏了母线上的其他电源芯片。
06 / 最后的问题 /
以此看来,BUCK芯片FCCM模式下输出电压OVP功能是失效的呗,或者说FCCM模式下一旦发生输出过压就会导致输入电压冲高,可能损坏BUCK芯片本身或者母线上的其他芯片,各芯片厂商针对这点是否有对策?
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