DC-DC常见应用问题解疑
对于在工程师选型、测试的时候常会遇到的(DC-DC)电源管理芯片问题,本期SCT芯洲科技做了归纳和整理,方便快速解答大家的疑惑。
目录
1. 静态电流IQ,为什么单板上实测值与芯片规格书标称值不一样?
2. PSM(PFM)、USM、FPWM(FCCM)差别及优缺点?为什么有的DCDC存在电感啸叫现象?
3. 芯片Vin_UVLO含义
4. EN使能设计逻辑,如何规避上下电回勾震荡问题?
5. Soft-start软启动,解决上电过冲超调、电子负载重载无法启机等问题
6. 如何理解热阻参数和通过热阻计算芯片结温?
01 静态电流IQ,为什么单板上实测值与芯片规格书标称值不一样?
静态电流IQ规格书标称值,是针对芯片单体进行测试和定义。是芯片内部MOS不工作(non-switching状态)、只有芯片逻辑电路处于待机状态时的值。
单板上,芯片正常工作起来后,芯片内部MOS正常开关(switching)存在开关损耗和驱动损耗、外围器件如电感、EN管脚分压电阻、FB反馈电阻均会有损耗。
因此单板上即使在无负载情况下,静态电流也会大于芯片规格书定义的值。
以SCT2450Q为例,芯片IQ为25uA,demo板上电后电路工作起来的空载输入电流约80uA。
02 PSM(PFM)、USM、FPWM(FCCM)差别及优缺点?为什么有的DCDC存在电感啸叫现象?
03 芯片Vin_UVLO含义
UVLO Rising Threshold即芯片启动电压,即当输入电压上升到这个电压值时芯片启动工作;
Hysteresis即回差,即当芯片正常启动工作后,如果输入电压跌落到VULO_Rising-Hysteresis时芯片停止工作。
如SCT61240Q,Rising电压3.8V、回差0.2V,即芯片启动电压(Von)3.8V,芯片关机电压(Voff)3.6V。
04 EN使能设计逻辑,如何规避上下电回勾震荡问题?
EN主要用作芯片使能控制,在输入电压≥UVLO电压时,可通过EN控制芯片上下电;同时可设置启动电压(Von)和关机电压(Voff)回差,确保任何情况下芯片不会因为在启机临界点电压附近出现误开关问题。有效解决下电过程因负载释放引起的电压回勾、震荡问题。
EN设计逻辑:
1.Vout>UVLO,通过EN设置的Voff电压>Vout;
2.Vout<UVLO,通过EN设置的Voff电压>UVLO;
3.Vhys>芯片Vin_UVLO_Hysteresis;
以SCT2A00(100V/0.6A DC-DC)为例,通过EN设置Von、Voff计算公式如下
根据计算公式:EN上拉电阻越大则回差越大,越不容易因为输入电压的回勾导致芯片反复重启;EN对地电阻阻值选择建议小于Vin_fall/(I1+I2);
05 Soft-start软启动,解决上电过冲超调、电子负载重载无法启机等问题
什么是软启动:
SS软启动(Soft-start)是为开关电源电路配置一个启动时间,在启动后能够使输出电压单调上升到目标电压值。
软启动时间SS time即输出电压从开始启动至启动结束的时间。
软启动作用:
降低冲击电流:有效抑制浪涌电流,避免在启动瞬间对输出电容充电的电流达到开关电源的限值而触发保护;
通常电子负载带载上电、输出有大容量电容时,由于线性度较差,上电时形成较大冲击电流,同时电压建立给输出大电容充电,叠加后在输出电压建立过程中形成大负载电流,容易触发芯片过流保护而无法上电。
解决反复重启问题:减小对开关电路本身以及后端负载的电流应力,减小输出瞬态负载电流反应到输入端,使输入电压跌落导致的芯片反复重启。
解决过冲、抖动:SS功能利于输出电压“单调上升”,而不会出现抖动或上电速率太快出现电压过冲超调。
这对上电时序有较高要求的数字器件尤其是FPGA类器件更加重要,避免导致后端数字器件或FPGA器件发生闩锁效应(Latch-up)问题。
软启动电容&时间选择
根据应用选择合适的值,并不是电容越大、软启时间越长越好。电容越大则放电时间越长,若存在快速反复上下电场景,因软启动电容未完全放电,在重新上电时不走软启动流程,可能导致输出电压出现过冲等现象。
06 如何理解热阻参数和通过热阻计算芯片结温?
下表是SCT2464Q(40V/6A BUCK, QFNFC4×3.5-14L Package)的典型热指标
RθJA
定义:静止空气条件下结对环境的热阻,热量通过封装体传导,与PCB的关系小,如一些立式封装的产品。
适用性:用于比较相同封装类型下不同器件的热性能,不适合用于结温估算。
RθJC
定义:结与外壳表面(顶部或底部封装)的热阻,所有的热量都通过器件的单表面(壳体顶部或封装底部)传导。
适用性:适用于仅在封装顶部或底部安装散热片的情况,其中90%以上的热量从顶部或底部散热。
对于没有顶部散热的典型塑料封装SMD器件,仅通过测量外壳顶部温度和计算器件功耗来估算结温是不正确的,这可能导致估算的值比实际结温高得多。
RθJB
定义:结到PCB(不是封装底部)的热阻,PCB是器件散热的主要路径,确保所有的热量都流向PCB。
适用性:JEDEC标准:FR4、4层、1.6mm厚的高导热PCB(High-KPCB)评估,顶层和底层铜箔厚度2oz,中间两层1oz;单板尺寸通常为11.4×7.6cm或11.4×10.2。
如果实际应用中的PCB设计类似或更优化,则可使用此参数估算结温,TJ=TB+(θJB*P)。
ΨJT/ΨJB
定义:热特性参数,表示芯片结与参考点之间的温度差与总耗散功率的比值,
适用性:在实际应用中,热传导路径是多种多样的,热量通过多个通道传导,热特性参数Ψ表示芯片结与参考点之间的温度差与总耗散功率的比值,更适合于估算结温且更加准确,常用的结温计算方式:TJ=TC+(ΨJT*P)。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由Jo转载自SCT芯洲科技公众号,原文标题为:技术文章 | DC-DC常见应用问题解疑(一),本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
相关推荐
如何为降压应用选择合适的Buck转换器和控制器?
DC-DC电源中常用的降压稳压器,依靠两个功率开关管来执行开关功能。开关管在控制器的驱动作用下,以一定的占空比交替在电感里存储能量并释放给负载。一般从芯片是否集成了开关管来区分DCDC降压稳压器:降压转换器和降压控制器。本文将介绍如何为降压应用选择合适的Buck转换器和控制器。
技术探讨 发布时间 : 2024-06-29
干货!以SCT2464Q为例,教你五分钟吃透芯片数据手册
Datasheet篇幅动辄几十页,想要高效地找到想要的关键信息和参数,需要对手册非常熟悉。接下来将以SCT2464Q为例,对数据手册进行剖析。通过板块内容入门,帮助工程师拿到材料后,快速吃透一份数据手册。
技术探讨 发布时间 : 2024-04-16
COT控制不断迭代,解决了频率无法固定、需要较大输出纹波等问题
目前开关电源的主流控制模式主要有电压控制模式、电流控制模式、恒定导通时间控制模式(COT)等。本文介绍了COT控制模式的演变过程,从传统COT控制方式,到自适应COT控制模式,再到增强型COT控制模式。并介绍了SCT芯洲科技极具性价比的COT控制芯片SCT2A00。
技术探讨 发布时间 : 2023-11-02
研讨会2024模拟电源信号链新技术研讨会
描述- 11月7日直播,带来电源管理革新、汽车电子智能化、可再生能源与储能、光通讯与光模块、医疗健康与个人护理等领域电源信号链新产品新技术,点击了解报名。
议题- 信号链:射频开关,ADC,DAC,运放,比较器,数模混合IC,温度传感器 | 电源管理:锂电管理,氮化镓驱动,马达驱动,高低边驱动,DC-DC,AC-DC,电压基准源 | 汽车:车身电子,HUD,激光雷达,智能座舱,OBC,充电桩,T-BOX,氛围灯,车载摄像头,倒车雷达,热管理,BMS | 光通讯,光模块,交换机(POE),AFE,个人护理,医疗健康 | 可再生能源:光伏储能(模拟ADC产品) | 工业:机器人,变频伺服 | 电力:数字电源,电动工具,安防监控 | SG Micro Corp(圣邦微电子)——十大中国IC设计公司之一,模拟集成电路领导者 | 模拟与嵌入式产品和解决方案供应商——思瑞浦(3PEAK) | 以模拟技术为优势的电子器件和微波产品,为客户提供最佳的模拟解决方案——Nisshinbo (日清纺) | 国产首款40V、5A 、AEC 、Q100车规级低能耗高可靠电源降压芯片生产商——芯洲科技(SCT) | 高性能模拟和数模混合半导体供应商——JW JOULWATT(杰华特) | 全球首家Force Touch SoC芯片供应商——芯海科技(CHIPSEA) | 全球电子成就奖●年度微控制器/接口产品奖获得者——国民技术(Nations) | 专业的高性能模拟器件及数模混合芯片解决方案供应商——拓尔微电子(TOLL) | 专注于高性能、高品质模拟/混合信号的芯片设计公司:润石科技(Runic) | 专注于高性能模拟及混合信号芯片设计——领慧立芯(legendsemi) | 致力打造世界一流高端模拟芯片方案供应商——治精微(ZJW) | 高端模拟及数模混合芯片和解决方案供应商——类比半导体(AnalogySemi) | 高性能全范围模拟信号链(放大器/ADC/DAC/基准/电源)芯片供应商——士模(CIMO) | 致力于向客户提供多品类、全系列电源管理芯片产品及解决方案供应商——ETA SEMICONDUCTOR(钰泰半导体) | 专注BMS,电源及可编程模拟芯片的知名半导体厂商——芯祥科技(EnergyMath) | 专注研发小型化、高可靠电源,为客户提供完整可靠的电源解决方案——ZOEYGO(中逸光) | 专业从事电源产品的研发、生产、销售及综合解决方案的模块电源生产厂家——TOPPOWER(顶源科技) | 模拟芯片领先设计商——微源半导体(LPSemi) | 领先的高密度神经刺激芯片和生物传感芯片供应商——Nanochap(暖芯迦) | 专注于高性能信号链集成电路产品研发——芯聚威(Silicoway) |
活动 发布时间 : 2024-06-28
【选型】芯洲科技(SCT)DCDC降压变换器/DCDC升压变换器/MOSFET/IGBT/GaN栅极驱动器/PMIC电源管理芯片方案产品选型指南
目录- 公司简介和产品线介绍 同步升压DCDC开关稳压电源系列 降压DCDC开关稳压电源系列 MOSFET/IGBT/GaN栅极驱动器 无线充电功率发射端PMIC
型号- SCT2A11,SCT245X 系列,SCT2A10,SCT2360,SCT2480,SCT2230,SCT51240,SCT2231,SCT2430STER,SCT2632,SCT22C0,SCT2221TVA,SCT63341,SCT243X 系列,SCT63340,SCT2248TTB,SCT93XX,SCT2460,SCT2221,SCT2220,SCT2620,SCT245X,SCT2622,SCT2260CFPA,SCT23XX系列,SCT12A0,SCT12A1,SCT12A2,SCT2241TVB,SCT12A3,SCT2630A,SCT9331,SC2A25,SCT9332,SC2A26,SCT2630C,SC2A27,SCT9330,SCT2650,SCT9325,SCT2A20,SCT2A22,SCT52A20,SCT2A21,SCT2A23,SCT63241,SCT2A26,SCT63240,SCT2A25,SCT9320,SCT2A27,SCT2250,SCT2230CTVB,SCT93XX系列,SCT52246,SCT2241,SCT2240,SCT2260A,SCT2361,SCT2450C,SCT52240,SCT52241,SCT52242,SCT2230TVB,SCT2230TVA,SCT2401,SCT2260C,SCT2400,SCT2249,SCT2248,SCT2260AFPA,SCT2220TVA,SCT2220TVB,SCT2249TTB,SCT2,SCT2280,SCT2430,SCT2231C,SCT2432,SCT2A23A,SCT2431,SCT2433,SCT2240TVB,SCT242X,SCT2250FPA,SC72431,SCT52A40,SCT63141,SCT63140,SCT2230C,SCT9339,SCT2421,SCT23XX,SCT2420,SCT9336,SCT2A10A,SCT2422,SCT9338,SCT242X 系列,SCT2610A,SCT2450,SCT2452,SCT2331,SCT2330,SCT2451,SCT2850,SCT2231TVB,SCT2332,SCT2610,SCT2231TVA,SCT2851,SCT2612,SCT2231CTVB,SCT2A20A,SCT2280FPA,SCT2320,SCT2322,SCT2321,SCT2323,SCT2601,SCT2600,SCT2325,SCT243X
SCT芯洲科技2024明星产品SCT61240Q四通道摄像头模组PMIC亮相深圳福田电子展
SCT芯洲科技携2024明星产品亮相elexcon 2024国际电子展同期活动。SCT61240Q四通道摄像头模组PMIC是具有超高集成度的最小解决方案,低噪声和高PSRR;超低关断电流:1μA。具有完整的保护功能——集成打哺模式。可活时序配置,灵活输出配置,通过外部电阻实现6种可调时序;通过外部电阻实现9种可调输出电压。
厂牌及品类 发布时间 : 2024-09-09
芯洲科技DCDC转换器选型表
降压DCDC(Buck)开关稳压电源的选型,降压DCDC输入电压包含18V、30V、40V、60V、100V,输入电压含14V、20V,输出电流1~12A,开关频率:300kHz~2.5mHz
产品型号
|
品类
|
最小输入电压(V)
|
最大输入电压(V)
|
ABS MAX VIN(V)
|
连续输出电流(A)
|
反馈电压(V)
|
过流保护阈值(V)
|
静态电流(uA)
|
开关频率(Hz)
|
软启动时间(ms)
|
封装和管脚数
|
SCT2221TVBR
|
降压DCDC转换器
|
4.2
|
17
|
18
|
2
|
0.8
|
2.4
|
265
|
750K
|
2.5
|
TSOT23-6L
|
选型表 - 芯洲科技 立即选型
芯洲科技SCT61240Q四通道摄像头模组PMIC荣膺2024汽车行业创新技术奖
近日,经过汽车及芯片行业专家组评审及组委会综合评审三轮激烈紧张的评选,对近300个参评项目进行了综合实力考量,芯洲科技脱颖而出,凭借SCT61240Q四通道摄像头模组PMIC荣膺“维科杯·2024汽车行业创新技术奖”。
厂牌及品类 发布时间 : 2024-09-09
Qualification of TSHT as an Alternate Assembly & Test Site for SOP Serial Devices Change Notification (20220301001)
型号- SCT2A25STER,SCT2630STER,SCT9338STER,SCT2622STER,SCT2A26STER,SCT2612STER,SCT2430STER,SCT2A10ASTER,SCT2632ASTER,SCT2433DSTER,SCT2422STER,SCT2630ASTER,SCT2620MRER,SCT2A27STER,SCT2650STER,SCT2A23ASTER,SCT52240STDR,SCT2421STER,SCT9330STER,SCT51240TWBR,SCT9336STER,SCT9339STER,SCT2433STER,SCT9320STDR,SCT2420STER,SCT2610MRER
【应用】芯洲科技为智能座舱/ADAS/OBC提供车规级电源管理芯片,轻松解决EMI及过流保护等痛点问题
芯洲科技近期上线10多款车规电源芯片产品:LDO、降压变换器、升压/升降压/反激控制器、MOS管驱动、功率保护器件、集成PMIC产品等。为智能座舱/ADAS域应用、车载动力域、车身域等各类车载应用提供全方位的电源解决方案。
应用方案 发布时间 : 2023-08-04
SCT2450Q 3.8V-36V Vin, 5A, High Efficiency Synchronous Step-down DCDC Converter with Programmable Frequency
型号- SCT2450Q,SCT2650QSTER,SCT2450QSTE
芯洲科技BUCK芯片更卓越之路——LDO模式新优化,适应更宽范围输入电压
BUCK芯片因其高转换效率成为工程师们的首选,尤其在输出较大电流时;LDO(低压差线性稳压器)可以支持更小压差的降压转换,且输出电压更稳定,但无法支持较大负载场景。芯洲科技开发第二代BUCK芯片的LDO工作模式,在实现降频工作的基础上,同时限制最低工作频率,避开人耳可听噪声频段,从芯片自身层面解决实际应用中带来的困扰。
产品 发布时间 : 2024-07-19
电子商城
现货市场
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。
实验室地址: 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论