【導(dǎo)讀】我們生活中的各種電器，其電源可能每天都要經(jīng)歷“下電”的過(guò)程，比如關(guān)燈、電腦關(guān)機(jī)、關(guān)電視、關(guān)空調(diào)等。電源需要穩(wěn)定的關(guān)機(jī)過(guò)程，即電源平穩(wěn)地將輸入電壓（VIN）降至0V，這樣可以避免意外的過(guò)沖。而要判斷電源“下電”是否穩(wěn)定，可以細(xì)分成 3 點(diǎn)：?jiǎn)握{(diào)下降無(wú)回勾、無(wú)負(fù)過(guò)沖、無(wú)反彈，就像這樣。
這 3 點(diǎn)也對(duì)應(yīng)著 3 種典型波形，分別命名為 R、G、B, 它們組成了各種各樣的奇怪波形。
R 類波形
圖 1: R 類波形
這類波形可以再分成 I 型和 II 型：
R 類 I 型 是由于 DC-DC 重啟造成的，由于輸出電壓下跌，當(dāng)降到負(fù)載的帶載電壓時(shí)，其電流會(huì)突然減小，這時(shí) DC-DC 的輸入端線路感抗上的多余能量無(wú)處釋放，最終會(huì)將輸入電壓抬起，超過(guò) DC-DC 芯片工作點(diǎn)之后， DC-DC 重新工作，導(dǎo)致下電波形出現(xiàn)回勾，不單調(diào)。只要檢測(cè) SW 端有沒(méi)有 Switch，就能判斷是否屬于此類。
圖 2: R 類 I 型線路寄生感抗
此類波形相對(duì)比較好處理，通常 DC-DC 芯片的規(guī)格書(shū)都會(huì)對(duì)啟動(dòng)和回差電壓做規(guī)定。比如 MPS 公司的 MPM3683-7：
圖 3: MPM3683-7 規(guī)格
所以我們可以通過(guò)以下兩種方法，讓 DC-DC 穩(wěn)穩(wěn)地剎住車：
1. 減小輸入電壓反彈，比如優(yōu)化輸入濾波，減小輸入感抗，選擇更大容值，更小 ESR/L 的輸入電容，并讓輸入電容盡量靠近電源芯片端。
2. 通過(guò)合理設(shè)置 EN 上下分壓電阻使得輸入下跌至 UVLO 前，關(guān)閉 EN，徹底打消 DC/DC 開(kāi)關(guān) Switching 重啟的念頭。
R 類 II 型
是由于負(fù)載突然減小，DC-DC 內(nèi)部輸出電感或者輸出線路電感存儲(chǔ)的多余能量無(wú)處釋放，最終會(huì)將輸出電壓短時(shí)抬高。
圖 4: R 類 II 型線路
此類沒(méi)有更好的解法，只能是靠?jī)?yōu)化線路，降低線路上的感抗，增大負(fù)載端電容來(lái)壓低反彈。
G 類波形
圖 5: G 類波形
它也可以再分為 I 型和 II 型：
G 類 I 型
I 型是由于 Buck 電路下管在下電的時(shí)候沒(méi)有關(guān)斷，電感電流持續(xù)反向造成的，此種情況在空載或輕載時(shí)較為常見(jiàn)；為了避免此類問(wèn)題，通常芯片會(huì)在關(guān)機(jī)時(shí)增加過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)，判斷下管電流反向過(guò)0時(shí)主動(dòng)關(guān)斷下管，通常稱為 ZCD 點(diǎn), 此舉能有效阻止關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生負(fù)向過(guò)沖。
圖 6: 防止 G 類 I 型的負(fù)過(guò)沖
G 類 II 型
是由于輸出線路寄生感抗造成的，此種情況在重載或者輸出短路故障時(shí)更易出現(xiàn)。此時(shí)我們就需要盡量減小輸出線路感抗，增加負(fù)載端電容，并使其更靠近負(fù)載來(lái)減輕癥狀。
圖 7: 降低 G 類 II 型線路寄生感抗
B 類波形
圖 8: 重載下的 B 類波形
此類波形經(jīng)常出現(xiàn)在重載關(guān)機(jī)時(shí)，所以往往會(huì)被誤認(rèn)為跟 R 類波形類似，都是線路感抗造成的。但是，這個(gè)反彈出現(xiàn)的時(shí)間非常晚，線路感抗的影響通常都是 us 級(jí)的，而對(duì)比此類輸入電壓波形，你會(huì)發(fā)現(xiàn)第一次關(guān)機(jī)后，其反彈的速率非常慢，達(dá)到 ms 級(jí)，甚至幾十 ms！
此類波形的出現(xiàn)機(jī)理跟 R 類、G 類是完全不一樣的，其來(lái)源于電介質(zhì)的吸收效應(yīng)。如果輸入電容的放電電流開(kāi)始很大，突然切到基本為 0，電容器中的電介質(zhì)會(huì)將之前吸收的部分電荷再緩慢釋放，當(dāng)其再次達(dá)到電源芯片的開(kāi)機(jī)電壓點(diǎn)時(shí)，就會(huì)造成輸出電壓反彈。
這種情況也可以通過(guò) EN 下電，來(lái)提高輸入電壓的欠壓保護(hù)點(diǎn)和保護(hù)回滯，如 R 類 I 型波形的處理方法，使其反彈電壓不至于高過(guò)開(kāi)機(jī)點(diǎn)而造成重啟。或者直接加一些靜態(tài)負(fù)載來(lái)消耗這部分電荷，都是能夠解決問(wèn)題的。
結(jié)語(yǔ)
本文分析了電源下點(diǎn)過(guò)程中的三種不同類型的下電波形，以及如何優(yōu)化這三種波形從而提高穩(wěn)定性和防止負(fù)過(guò)沖。
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