BUCK芯片的纹波、空满载起机和动态负载测试案例

上篇介绍了罗姆电池管理解决方案评估板reflvbms001-evk-001的系统构成和battery供电开关机的测试,本篇将继续针对buck芯片进行纹波测试、空满载起机测试、动态负载测试等深度测评。
buck芯片稳态纹波
ch2:vout(ac 耦合);
ch3:sw;
ch7:il,电感电流。
以下是3.6vin-3.3vout工况下的纹波测试。
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空载纹波-7mv vpp
可以看出该芯片支持burst模式,控制逻辑也很简单,当vout达到设定high值时sw关闭,等待vout降低到设定low值时sw动作上管开通向输出传递能量vout升高,可以看出每隔大约80ms开关管才动作一次,这也是该芯片能做到极低功耗的一个原因。
不过因为是burst模式,也就意味着开关频率会随着负载的变化而发生改变,后面缓慢增加负载也会开到开关频率的变化。
10ua负载纹波-15mv vpp
10ua负载时输出vout ripple大小不均匀,这也导致了ripple增大,这是因为脉冲个数有1-2个不固定导致,推测主要是内部检测vout时有noise干扰导致比较器动作次数不固定。
1ma负载纹波-7mv vpp
1ma负载脉冲已经可以均匀打出,ripple形状比较固定。
100ma负载纹波-7mv vpp
100ma负载电感电流已经进入ccm。
500ma满载纹波-20mv vpp
buck芯片空满载起机测试
ch1:vin;
ch2:vout;
ch3:sw;
ch7:il,电感电流。
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空载起机波形, 电感电流最大值达到340ma
满载500ma起机波形, 电感电流最大值达到863ma,因此选择电感时要考虑余量防止电感饱和。
buck芯片动态负载测试
buck采用的cot控制,该控制方法最大的优势就是响应迅速,很多vr buck场合都会采用这种控制方法,下面我们来看看动态响应如何吧。
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0-500ma 跳变测试
放大细节来看一下:
0-500ma加载恢复时间用了16us,电压跌落达到了87mv,效果并没有很惊艳。
500ma-0ma减载恢复用了30us左右,电压过冲60mv。
250-500ma 半载切满载跳变测试
250ma和500ma buck均工作在ccm状态,调整时间快了很多,均在10个us左右。
整体来看,消费级使用动态效果已经算是不错的了。
buck芯片输出短路测试
最后来看看当输出短路时,芯片会如何应对。
可以看到数出短路时电感电流最高冲到1.344a,从芯片内部来看,对buck上下管均进行了电流采样,应该对上管和下管都设置了ocp限流点。
buck芯片效率测试
测试设备采用keysight 6位半精度双通道smu b2912,测试采用keysight上位机软件quick iv,设置vin 3.6,4.2和5.5v三个点;iout 设置10ua-0.5a 共200个点对数序列扫描。整个过程可以在几分钟内完成,另外设置测量速度为long-10plc尽量减小测量误差。
可以看到10ua负载基本上效率就已经上90%了,效率方面表现优异,最高效率点在3.6vin 负载130ma左右,达到了97%。
buck芯片空载和shutdown关机电流
最后到了这颗芯片主打的低功耗测试,3.6vin3.3vout空载时仅有188na输入电流,将en短路芯片shutdown测试输入电流仅有6na,纳闷怎么shutdown电流只有6na比规格书标称的typ值小很多。
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3.6vin-3.3vout 空载输入电流
3.6vin-en接地shutdown时输入电流
总体来看这颗芯片在iot应用方面表现还是很不错的,极低的空载和shutdown电流,极高的轻载效率,还算满意的动态效果和表现优异的输出ripple水平。
以上是本次测评全部内容,感谢阅读。


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