DCDC常見問題之FPWM弊端

DCDC常見問題之FPWM弊端

DCDC在目前的電子產品中使用越來越常見,但是出來的問題也越來越多,下面我們將介紹DCDC輸出常見的問題,該問題是一個系列,見更新。

DCDC的強制PWM架構

Force Pulse Width Modulation,FPWM,強制PWM模式,此模式的差異在於和PWM模式和PFM模式的差異。

  • 強制PWM模式指的是不論在什麼情況下PWM頻率和佔空比保持一致;
  • PFM模式指的是脈衝頻率模式,也就是PWM佔空比在變,頻率也在變;
  • PWM模式指的是頻率不發生改變,佔空比發生改變。

原理圖如下

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內部框圖如下

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當上管開啓下管關閉時

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當下管開啓時

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重點

因爲FPWM模式的固有問題,那就是無論在輕負載和重負載條件下,PWM頻率一致,佔空比一致,這就導致在輕載下上管開啓時間也很長,導致電感激勵能量太多,但是負載很小,用不完,一直存在電感中;直到下管開啓,下管開啓後,電感電流開始流過下管到地,此時就是反向電流,負電流。

問題在於現有廠商在下管增加了電流檢測,因爲MOS管流過的電流大小是一定的,所以他們檢測電流,當負電流大於一定值時,關閉下管,此時就相當於電感中能量一值泄放不完。

N個週期以後,因爲每次電感中存儲能量多一點,一直下去就導致輸出電壓逐漸升高,升高,升高,只要時間久,則輸出電壓一定一直大,知道損壞DCDC或者後級負載。

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電感的選取對於這個電流的影響

我們知道電感大小與電流成反比的,也就是電感太小,則紋波電流太大;電感太大,紋波電流減小,這又會導致反饋出現問題,所以我們要注意按照數據手冊取值來選擇電感。

項目 電感小 電感大
電流 電流大 電流小
紋波 紋波大 紋波小

當電感取值減小,以上負電流會變大,此時下管判定電流一旦到達,則下管關閉,問題就出來了,所以大家一定要注意。