01、簡介?
[為啥BUCK芯片EN都拉低了SW還在打波?] 文章中從群聊問題開始,分享了Buck芯片或Load Switch器件的輸出放電功能。這里再簡單回顧輸出放電功能:輸出放電功能,是指在開關電源(Switch Mode Power Supply)或電源開關(Load Switch)的輸出端待機時將連接到輸出線容量的電荷急劇放電的功能。
如果沒有輸出放電功能,待機或關機時無法抽出輸出容量的電荷,輸出電壓會緩慢下降。輸出電壓緩慢下降時,可能會引起后級設備的誤工作、電源時序不滿足等。
另外,FPGA/SOC/CPU/GPU等設備可能會被要求下降的電源序列。在這些情況下,為了滿足電源時序,需要活用加快輸出電壓下降的輸出放電功能,需要設計成保護下降時序。
02、MP2143輸出放電功能
上圖所示,討論的芯片是MPQ2143,支持輸入電壓2.5V~5.5V、最大負載電流3A、最低輸出電壓0.6V、默認開關頻率1.2MHz、COT架構的BUCK轉換器芯片,高邊開關管是P-MOSFET(這個在2024年當下還是很少見了,多數基本都是N-MOSFET了),低邊開關管是N-MOSFET。
上圖所示,當使能EN引腳拉低時,SW引腳上還有打波,是給輸出放電。我猜測,EN拉低后,應該只有低邊N-MOSFET會有動作,高邊P-MOSFET會直接關閉吧,因為如果高低邊都繼續(xù)有開關動作,那不就相當于正常工作狀態(tài)了嗎...但是,如果只有低邊N-MOSFET動作,那隨著輸出電壓越來越低,SW引腳上的波形應該與輸出電壓一樣,在圖中紅色我劃線的地方,應該有斜坡的...這點待討論,有知道怎么回事的,可以留言討論下。
03、MPQ2143 Soft-Start/Stop
曾有工程師留言問這種功能好還是不好?需要用到這種功能時,當然就好,但是應用時需要注意;具有獨立的輸出放電引腳的更好。下面是規(guī)格書中相關內容:MPQ2143具有內置軟啟動 (SS),可以恒定的轉換速率提高輸出電壓 (VOUT),從而避免啟動期間的過沖。軟啟動時間 (tSS) 通常約為 1.3ms。當通過 EN 禁用時,MPQ2143 會逐漸降低內部參考電壓 (VREF) 以線性放電 VOUT。軟停止功能僅在 EN 關閉時激活。
當輸出放電時,降壓轉換器將能量傳輸到輸入電壓 (VIN)。如果輸出電容非常高而輸入電容很低,VIN 會上升并可能超過其絕對最大額定值 (6V)。
請參閱第 12 頁的應用信息部分,以設計輸入電容和輸出電容,以確保在軟停止期間安全運行。
04、MPQ2143 Output Capacitor /
高輸出電容 (C2) 可能會在軟停止期間引入損壞風險。在軟停止期間,VIN 通過 C2 放電充電,如果 VIN 超過其絕對最大額定值 (6V),可能會發(fā)生損壞。為簡化起見,C2 應滿足以下條件:
例如,如果 VOUT = 3.3V,VIN = 5V,輸入電容 C1 = 20μF,則 C2 應小于 20μF。
對于大于上述計算的 Output Capacitance 應用,請避免通過 EN 關斷芯片,因為拉低EN就會觸發(fā)Soft Stop功能。
所以,使用這類芯片是有注意事項的。最后,如果要回應標題,咱們還是不要簡單地判定它好還是不好。童年時看電視劇一眼就能認出誰好誰壞,成年之后這個能力似乎喪失了,成年人的認知不應該是二元的好或者不好,人性是復雜的。一如你問性能和成本該怎么取舍,老板會告訴你,成年人兩個都要,小孩子才做選擇題。