如何讓“下電”變得干凈利落

簡(jiǎn)介
我們生活中的各種電器,其電源可能每天都要經(jīng)歷“下電”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。電源需要穩(wěn)定的關(guān)機(jī)過(guò)程,即電源平穩(wěn)地將輸入電壓(VIN)降至0V,這樣可以避免意外的過(guò)沖。而要判斷電源“下電”是否穩(wěn)定,可以細(xì)分成 3 點(diǎn):?jiǎn)握{(diào)下降無(wú)回勾、無(wú)負(fù)過(guò)沖、無(wú)反彈,就像這樣。

這 3 點(diǎn)也對(duì)應(yīng)著 3 種典型波形,分別命名為 R、G、B, 它們組成了各種各樣的奇怪波形。
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R 類波形

這類波形可以再分成 I 型和 II 型:
R 類 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。

此類波形相對(duì)比較好處理,通常 DC-DC 芯片的規(guī)格書都會(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:
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。
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。
R 類 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 類波形

它也可以再分為 I 型和 II 型:
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G 類 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。
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