任何器件在應(yīng)用中都會(huì)有出問(wèn)題的時(shí)候。電源器件要實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,如果管控不當(dāng),出問(wèn)題的幾率就會(huì)更高一些。
線性穩(wěn)壓器容易出什么問(wèn)題呢?
我最初的記憶來(lái)源于上世紀(jì)80年代,那時(shí)候我們使用的電源全是線性的。一個(gè)小組設(shè)計(jì)的電源出問(wèn)題了,我的老師剪斷了其中的一根線,問(wèn)題就此解決。那根線提供了一個(gè)錯(cuò)誤的地回路。
第二個(gè)記憶來(lái)源于深圳寶安的客戶現(xiàn)場(chǎng),常溫下工作良好的RT9164在低溫狀態(tài)下工作異常,導(dǎo)致問(wèn)題的原因是輸出端使用的電解電容在低溫下無(wú)法導(dǎo)致穩(wěn)定的結(jié)果。
第三個(gè)記憶是關(guān)于瞬態(tài)響應(yīng)的,腦海里呈現(xiàn)出來(lái)的是RT9193和RT9013在面對(duì)瞬態(tài)負(fù)載變化時(shí)的電壓跌落深度,RT9013的快速響應(yīng)能力能彌補(bǔ)RT9193響應(yīng)能力的不足。
所有這些問(wèn)題其實(shí)都是屬于穩(wěn)定性的問(wèn)題。
最新的一個(gè)關(guān)于線性穩(wěn)壓器的問(wèn)題來(lái)自一個(gè)海外客戶,他們使用RT9040作為DDR存儲(chǔ)器的總線終端電壓調(diào)節(jié)器,其工作條件為:Vin = 1.5V,REFIN = .75V,EN = 3.3V,VCNTL = 3.3V,REFOUT = .75V。按照RT9040的特性,其輸出結(jié)果應(yīng)該是VOUT = 0.75V,但實(shí)際結(jié)果卻是VOUT=0.9V。這是為什么?
打開(kāi)RT9040的規(guī)格書,看看它的內(nèi)部框圖:
從中可以看到,VOUT將完全跟隨REFIN端的電壓而變。同時(shí)在跟隨REFIN的電壓的端子還有REFOUT,而在客戶提供的測(cè)試狀況中已經(jīng)明確了,REFOUT=0.75V,VOUT怎么會(huì)是0.9V呢?
這是一個(gè)很奇怪的問(wèn)題,需要看到電路或是進(jìn)行實(shí)測(cè)才能得出最后的結(jié)論了??蛻艉芄裕环忄]件過(guò)去,電路馬上寄到,它看起來(lái)是這樣的:
電路不是很清晰,但是沒(méi)關(guān)系,我可以猜,還可以和規(guī)格書里建議的電路圖進(jìn)行對(duì)照。規(guī)格書里的電路是這樣的:
兩相對(duì)照,你看出差異了嗎?
差異很多,但你得找重點(diǎn)。規(guī)格書原理圖的REFOUT端是有外接的0.1μF電容的,客戶的原理圖中卻沒(méi)有。這是個(gè)重點(diǎn)。
在規(guī)格書中的應(yīng)用說(shuō)明部分對(duì)這部分電路有如下說(shuō)明:
翻譯成中文,其中的最后一句話是說(shuō):為了確保穩(wěn)定工作,建議在REFOUT和GND之間連接一只0.1μF陶瓷電容。
在我前文述及的關(guān)于RT9164在低溫情況下不能穩(wěn)定工作的狀況和此狀況相同,如果一個(gè)穩(wěn)壓器的輸出電容沒(méi)了(或是太小),它很容易就變得不再穩(wěn)定。
穩(wěn)壓器不穩(wěn)定是什么樣子?不穩(wěn)定的狀況通常就是表現(xiàn)為振蕩,其輸出成為直流和交流信號(hào)的混合體。
有了這一判斷,寫一封郵件告訴客戶,請(qǐng)他在REFOUT增加一只電容,從此他就再?zèng)]有寫信來(lái)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題了。
既然處于不穩(wěn)定的狀態(tài),為什么客戶測(cè)量REFOUT電壓的時(shí)候得到的還是正確的電壓呢?
這有兩種可能:雖然電壓在波動(dòng),但使用萬(wàn)用表測(cè)量出來(lái)的電壓還是0.75V,因?yàn)樗鼫y(cè)量的是有效值,其中既有直流成分,也有交流成分,合成在一起之后就無(wú)法分辨了。另一種可能是當(dāng)他進(jìn)行測(cè)量時(shí),自然地引入了一個(gè)負(fù)載,REFOUT的生成電路見(jiàn)到這個(gè)負(fù)載以后就進(jìn)入了穩(wěn)定狀態(tài),很可能這個(gè)時(shí)候VOUT輸出也是正常的0.75V了,但是客戶沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。
關(guān)于穩(wěn)定性,這真的是一個(gè)很難直接說(shuō)明白的問(wèn)題,它表達(dá)的是一個(gè)系統(tǒng)維持穩(wěn)定狀態(tài)的能力的指標(biāo),是我們從事電源管理的人特別關(guān)注的問(wèn)題。
一個(gè)連接穩(wěn)態(tài)負(fù)載的系統(tǒng)通常不用關(guān)心其穩(wěn)定性,因?yàn)闆](méi)有什么因素會(huì)刺激它使其狀態(tài)發(fā)生變化??墒悄切┟鎸?duì)急速變化負(fù)載的系統(tǒng)就不得不關(guān)心了,大型的CPU、FPGA和DDR存儲(chǔ)器之類的負(fù)載在這方面就有極高的要求,為它們供電的電源系統(tǒng)必須具有極高的響應(yīng)速度、極高的穩(wěn)定性,這就對(duì)我們從事電源管理的人提出了要求,我們需要具備判斷一個(gè)系統(tǒng)是否穩(wěn)定的能力,還需要在遇到問(wèn)題時(shí)具有解決問(wèn)題的能力。這種能力要從哪里來(lái)呢?學(xué)習(xí),唯有學(xué)習(xí)才是問(wèn)題的解決之道。
學(xué)習(xí)的方法可以分為很多種,可以通過(guò)教科書來(lái)學(xué)習(xí),可以通過(guò)實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí),還可以通過(guò)別人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)。在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中,尤以那些大師級(jí)人物的經(jīng)驗(yàn)最為有用,他們可以把很復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,描述得通俗易懂,學(xué)起來(lái)的感覺(jué)就是爽死了。
在電源網(wǎng)上周在深圳舉行的年會(huì)上,我們舉行了一個(gè)活動(dòng):關(guān)注立锜微信號(hào),有獎(jiǎng)加入成為My Richtek會(huì)員。成為My Richtek會(huì)員的人將在本周收到一份郵件,這份郵件將推送一篇應(yīng)用筆記——《怎樣利用快速瞬變負(fù)載測(cè)試DC/DC轉(zhuǎn)換器》,這是一篇大師之作。這篇文章的核心就是談?wù)?a target="_blank">DC/DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性問(wèn)題,而其方法卻特別簡(jiǎn)單,僅僅需要將快速變化的階躍負(fù)載施加到DC/DC轉(zhuǎn)換器之上即可判斷出轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性,對(duì)其反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)題也一一給出了解決辦法,還把那些可能誤會(huì)為穩(wěn)定性問(wèn)題的系統(tǒng)問(wèn)題和設(shè)計(jì)上的問(wèn)題也一一列了出來(lái),相應(yīng)的解決方法也一并提供。最后,此文還給出了一個(gè)可以自制的測(cè)試工具的制作方法,可供有興趣的讀者參考制作。
沒(méi)有機(jī)會(huì)參與我們現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)的讀者現(xiàn)在還有彌補(bǔ)的機(jī)會(huì),你可以在我們的微信服務(wù)號(hào)的服務(wù)菜單中點(diǎn)擊“近期活動(dòng)”,選擇“有獎(jiǎng)加入立锜會(huì)員”,經(jīng)過(guò)注冊(cè)以后,雖然不能得到我們現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)的獎(jiǎng)品,但以后就可以定期收到我們的此類信息了,這可是無(wú)價(jià)之寶,沒(méi)有注冊(cè)的你怎能知道自己會(huì)錯(cuò)過(guò)什么呢?當(dāng)然了,成為立锜會(huì)員的好處并非只有這一點(diǎn),你還可以定制立锜的消息服務(wù)、產(chǎn)品更新提醒服務(wù)、在線申請(qǐng)免費(fèi)樣品、在線使用免費(fèi)的電路設(shè)計(jì)和仿真工具等等,未來(lái)的更多服務(wù)還將按需推出,而這一切都是免費(fèi)的。
沒(méi)有收到過(guò)立锜電子報(bào)的朋友可以點(diǎn)擊閱讀原文,你可以在那里找到原來(lái)發(fā)送過(guò)的電子報(bào),上文所述的應(yīng)用筆記推送信息也在其中,你可以慢慢享用。
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