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[开关电源]

单电感3路输出 buck电路问题

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hmf0302|  楼主 | 2013-3-21 11:48 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
手上有个嵌入式项目,CPU本身内置了DC-DC控制器,外围只需要接一个电感,就可以输出3.3V 1.8V 1.2V三组电压,系统选用锂电池供电,电压在3.7-4.2V。调试过程:系统刚工作一段时间,三组电压输出正常,量测电感两端,都有波形。之后会不定期出现输出电压紊乱情况,再用示波器量测电感两端,发现只有一端有波形,另一端是直流,电压与电池的电压一致,此时三组输出的电压都偏高了,而且夹有很强的干扰信号在上面。老板说是硬件设计不良,但不知道怎么判断分析啊,求大神们指教

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沙发
PowerAnts| | 2013-3-21 12:10 | 只看该作者
一个电感三组电压? 十分新鲜的酸菜, 楼主请上个图看看.

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jjjyufan| | 2013-3-21 12:33 | 只看该作者

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jjjyufan| | 2013-3-21 12:34 | 只看该作者

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jjjyufan| | 2013-3-21 12:36 | 只看该作者
你领导说的是对的,
这部分设计很关键,你好好看看你的CPU 硬件说明文档,
附件你可以参考 K3V100R001 BUCK1电路设计指导(1).pdf (379.19 KB)

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hmf0302|  楼主 | 2013-3-21 13:19 | 只看该作者
PowerAnts 发表于 2013-3-21 12:10
一个电感三组电压? 十分新鲜的酸菜, 楼主请上个图看看.


呵呵,上图了,就是这样的原理。CPU有2路供电,一种通过3组LDO将5V转换为3.3V 1.8v 1.2V 。另一种是锂电池通过DC-DC转换得到这三组电压。使用LDO转换时,没有出现电压紊乱情况,只有在DC-DC模式下才出现

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PowerAnts| | 2013-3-21 13:40 | 只看该作者
这个IC做的太牛X了, 应该是BUCK的后面分别用三个开关接到输出端, 分别用三个环路来控制三个开关的巡回接通. 一级棒

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hmf0302|  楼主 | 2013-3-21 14:05 | 只看该作者
PowerAnts 发表于 2013-3-21 13:40
这个IC做的太牛X了, 应该是BUCK的后面分别用三个开关接到输出端, 分别用三个环路来控制三个开关的巡回接通. ...

这个现象是随机出现的,周边电路很简单,就是一个15UH的电感,输出电路上放置了钽电容和MLCC电容,输出的3组电压又接回到CPU,为系统供电。不知道怎么去分析,什么样的情况才会导致这样的问题出现

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PowerAnts| | 2013-3-21 14:14 | 只看该作者
这种电路的LAYOUT要十分讲究, 噪声有可能让开关时序紊乱.

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PowerAnts| | 2013-3-21 14:18 | 只看该作者

简单原理猜想图: Q4为主开关, Q5为同步继流开关, Q1-Q3分别为输出选择开关, 当1.2V输出电压低于设定值, 则将Q4与Q5的驱动作经或逻辑去驱动Q1。Q1-Q3有逻辑互锁,分时巡回。



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hmf0302|  楼主 | 2013-3-21 14:38 | 只看该作者
PowerAnts 发表于 2013-3-21 14:18
简单原理猜想图: Q4为主开关, Q5为同步继流开关, Q1-Q3分别为输出选择开关, 当1.2V输出电压低于设定值, 则 ...

出现问题时,示波器量电感两端,只有一端有波形,另一端就是直流信号,和锂电池一样的电压,这个比较奇怪,难道Q4一直是打开状态?

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hmf0302|  楼主 | 2013-3-21 14:54 | 只看该作者
jjjyufan 发表于 2013-3-21 12:34

layout基本按照datasheet的要求来做的,想想应该不会有什么问题

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jjjyufan| | 2013-3-21 15:13 | 只看该作者
这么牛的器件啊,
发给规格书看看 可否?

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14
bald| | 2013-3-22 12:29 | 只看该作者
15uH电感大了,可能是单周期内供电不足导致。
看器件选型列表,注意直流电阻和电流要求。

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15
hmf0302|  楼主 | 2013-4-16 15:00 | 只看该作者
bald 发表于 2013-3-22 12:29
15uH电感大了,可能是单周期内供电不足导致。
看器件选型列表,注意直流电阻和电流要求。
...

电流在300MA左右,电感如何选择?

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16
bald| | 2013-4-17 15:47 | 只看该作者
负载300A,输出功率应该在1W以内。
L=(5.0-3.3)^2*ton*δ/2P=2.89*ton*δ/2
其中δ可以设置,但要求得ton需要知道电源的调制频率,手册中没有给出。
不过手册中电感的典型值推荐是2.2uH,你的15uH超过这个要求太多了。至于电流,取1A有效值的应该足够了。

试试吧

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17
bald| | 2013-4-17 15:56 | 只看该作者
没注意你的电池最低电压时3.7V,这样15uH更显得大了。
电感电流还要选大一些的,否则启动时有可能饱和。
不知道电源的限流值是多少,再查一下手册,如果人家给的最低输入电压指标高于这个值,你的应用可能会不适合。

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