功率电感对于DC-DC的影响
在某fpga系统中，对电源系统进行调试，在同样的测试条件下，发现其中有一块板相对其它的板功耗偏大，进而对其进行调试分析。
在该系统中，输入电压为dc12v，输出电压有：5v、3.3v、2.5v和1.2v，综合考虑电源纹波和转换效率，在该系统中采用了dc-dc和ldo，基本框图如下所示：
该dc-dc为双路输出（5v和3.3v）。这里，功率电感的大小选择为10uh。以下是对各输出电压所进行的纹波测试，波形如下：
图1：5v电压纹波
图2：3.3v电压纹波
图3：2.5v电压纹波
图4：1.2v电压纹波
由以上可以看出，各电压的纹波相当大，再次测试5v一侧的斩波波形，如下图：
图5：5v一侧斩波波形
从图中可以看出，该斩波波形是较差的。在fpga系统中则会表现为：整个系统电流偏大，进而影响功耗偏大。
因此，这里重点考虑dc-dc外围元件的参数选择不合理。首先从功率电感入手，将其由10uh加大到15uh，再次进行测试。更换功率电感后的斩波波形如下，得到了较大改善。
图6：更换l后5v一侧斩波波形
再次测量各电压纹波如下：
图7：更换l后5v电压纹波
图8：更换l后3.3v电压纹波
图9：更换l后2.5v电压纹波
图10：更换l后1.2v电压纹波
更换l之前，各电压的纹波分别为：126mv、65.6mv、49.6mv、39.2mv； 更换l之后，各电压的纹波分别为：32mv、16.8mv、5.6mv、4.8mv。
从以上可以看出，各电压纹波对得到了较大的改善。继续对电路进行改进，加大去耦电容，经测试，纹波再一次得到了减小，不过作用并不是太明显。
分析：若dc-dc的纹波较大，则会直接影响其转换效率，进而造成一些不必要的能量浪费，使整个系统的功耗偏大。
纹波偏大的影响： 纹波过大会引起系统工作不稳定，发热量偏高等。长期的工作不稳定还可能造成芯片功能下降或损坏
总结：功率电感对于dc-dc的影响是极大的，在实际的dc-dc电源调试过程中，如果发现输出纹波较大，可以先测试一下其斩波波形，并首先尝试改变一下功 率电感的参数（应尽量满足芯片手册给出的要求），增大电源滤波电容等；纹波大还有可能是pcb走线不合理造成，所以在pcb的设计过程中也要引起重视（一 般在芯片手册中都有layout指导，可参考）。
一般来说，buck型dc-dc的输出纹波应该控制在20-30mv以下，而ldo的纹 波则应该控制在10mv以下。如果纹波是50hz或者100hz有效值波形，则很可能是输入滤波电容小了；如果纹波是开关频率的有效值波形，则可能是输出电感或电解电容小了；如果纹波是高频波形，则可能是反馈电路的元器件参数不当，或者是pcb走线不好等造成。
在某些场合，若对纹波要求较高，而输入输出压差又较大，还可以考虑采用dc-dc加ldo的方式供电。
当然，以上这些都是针对一般的应用而言，如果是更高要求的系统，则应进行更加全面、深入的考虑和测试。
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由以上可以看出，各电压的纹波相当大，再次测试5v一侧的斩波波形，如下图：
图5：5v一侧斩波波形
从图中可以看出，该斩波波形是较差的。在fpga系统中则会表现为：整个系统电流偏大，进而影响功耗偏大。
因此，这里重点考虑dc-dc外围元件的参数选择不合理。首先从功率电感入手，将其由10uh加大到15uh，再次进行测试。更换功率电感后的斩波波形如下，得到了较大改善。
图6：更换l后5v一侧斩波波形
再次测量各电压纹波如下：
图7：更换l后5v电压纹波
图8：更换l后3.3v电压纹波
图9：更换l后2.5v电压纹波
图10：更换l后1.2v电压纹波
更换l之前，各电压的纹波分别为：126mv、65.6mv、49.6mv、39.2mv； 更换l之后，各电压的纹波分别为：32mv、16.8mv、5.6mv、4.8mv。
从以上可以看出，各电压纹波对得到了较大的改善。继续对电路进行改进，加大去耦电容，经测试，纹波再一次得到了减小，不过作用并不是太明显。
分析：若dc-dc的纹波较大，则会直接影响其转换效率，进而造成一些不必要的能量浪费，使整个系统的功耗偏大。
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