解决DC-DC输出为三角锯齿波问题

2019-07-13 22:31发布

使用MPS的MP2565芯片,电源输入:24V, 输出12V 1A,根据手册上推荐的走线和参数进行PCB投板,焊接回来后上电听到明显电感线圈的“滋滋”噪声,用示波器交流模式测量输出电压,是个三角锯齿波,峰峰值有2V左右,明显达不到设计要求。
电路原理图如下:

查看该波形感觉是DC-DC有自激嫌疑。用示波器测量SW引脚,发现输出波形是高频振荡一会后,被迅速关断,然后又重启振荡,经过电感滤波后,高频振荡被滤掉,重启部分就形成了三角锯齿波。
仔细查看原理图,感觉是R58和C57在COMP上不匹配导致内部电压反馈回路不稳定,再查看器件手册,图上的值是器件手册的推荐值:

该器件内部电压反馈原理如下:
使用COMP补偿环路是为了获得稳定的传递函数,反馈回路通过R58和C57确定系统交叉频率,设计该频率如果较低,会导致负载响应较慢,如果较高,可能导致系统不稳定,将转换频率设置为大约1 / 10的开关频率是比较理想的。简单点讲,如果R58越大,C57越小,交叉频率就越高,负载响应快,但容易出现不稳定,也就是上面出现的三角锯齿波。所以,本问题要减小R58,增大C57。
经过对R58和C57重新计算和大量更换实验,最终确定R58使用30K,C57使用100nF,最终形成稳定的输出。
可见实际值与手册推荐的147K和150pF有较大差距,这是因为输出的负载电容和特性都与手册的推荐条件不同,同时也与PCB设计有关,所以需要重新调整参数。
另外在电感的选取上也一定要注意功率,推荐选用磁材料压铸功率电感,英文名称是Molded SMD Power Inductors,这种类型的电感在相同体积下通过的电流能更高些。而现今DC-DC对电容的ESR要求都不是那么严格了,通常的陶瓷电容配合电解电容都可以达到要求。