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今天与大家主要分享一个案例,
BUCK是硬件开发过程中常用的一种器件,实现直流电压降压功能,我们知道大多数芯片使能脚EN。即使能该引脚,芯片才会有输出。在EN脚的使用中,有不同的外围电路设计,可以实现多种上电功能,今天就给大家分享一个我们在实际使用中遇到的一个问题,合理设计EN脚电路,来消除输出脉冲。下图为我们使用的DCDC典型电路图。
首先简单介绍下,我们产品遇到的问题,产品是一个DC12V供电的的,如下为产品的电源树,在生产端和用户端,时不时反馈,烧芯片,产品无法启动的问题,分析不良板子,发现主要有以下几种问题,3.3V输出电压偏高,偏低,还有输出3.3V上电有脉冲。今天主要讨论输出有脉冲的这种问题。
接下来我们看下我们的电路设计:EN外围电路使用的是分压电阻结构。
然后我们用现在的电路测试了下输入,输出的电压波形。从如下波形我们可以看到3.3V输出端有一定的脉冲,最高电平达到了3.69V,这个值已经超出了后级芯片的最大工作电压,虽然时间很短,但是也存在一定的风险,我们还是需要从设计上来优化解决。
于是我们对EN的分压电阻进行了调整,将 PR4 更改为 120kΩ,PR12 更改为 20kΩ,再次进行测试输入电压波动时输出电压变化波形。
从上图我们看到,输出的脉冲减小了,最大值为3.44V.从这个测试结果来看,还是有明显的改善,你知道这种为什么调了EN的分压电阻,就可以改善输出的脉冲呢?接下来我们就一起分析其中的原因。
首先我们来读一下这颗DCDC的规格参数。今天主要研究EN,我们主要看看EN的参数。
从规格书中我们可以看到EN最低阈值为0.95V,我们计算下原电路中当达到EN开启阈值时,输入电平是多少?
由上式可知,当输入电平充电到 4.13V,就达到了EN阈值,因芯片工作最低电平为4.5V,故当电平达到4.5V,芯片就会开始工作,有电平输出。
我们再计算下更改EN分压电阻后,当EN开启时,输入电平是多少?
由上式可知,当输入电平充电到 6.8V,才能达到了EN阈值,芯片才会开始工作,有电平输出。
总结一下:
1.原电路芯片开启电压由4.5V到12V,压差会大一些,更改之后,工作电压变为7V-12V,缩小了输入电压的压差。输入电压的压差跳变压差越大,输出过冲越大,压差越小,输出过充也变小。
2.还有一个原因可能是前期由于供电电容充电的电平较低,不能满足后级电路的负载需求,所以在上电初期存在一个较大的电压抖动,随着供电的稳定,这种现象也消失了。
3.个人认为与厂家芯片设计也是有一点关系的。
虽是一个简单的EN脚,但要用好它,还是需要对基础知识有深刻的理解,EN脚的用法,还有很多,比如,延时,做时序控制等等。