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今天與大家主要分享BUCK電源電路常見的問題及解決思路.

問題1：測試輸出紋波有毛刺，紋波較大。

首先我們來看下正常紋波的波形如下圖所示：

 紋波有毛刺，首先我們要與正常波形對比，看波形是否正常，如果波形不正常，則有以下幾種可能：

1.輸出紋波通道耦合了其它通道的噪聲，此時就需要移除未使用通道的探頭。

 2.耦合了開關波形或者其它的噪聲，我們此時檢查紋波的測量方式。查看紋波探頭接地是否正確。盡量使用探頭自帶的原裝測試短針。避免接地線過長，形成較大環路，容易耦合其它噪聲。如下圖所示，正確的接地方式：

  3.帶寬設置不正確，測量紋波時需要設置帶寬20MHz,這樣可以避免數字電路的高頻噪聲影響紋波測量，盡量保證測量的準確性。

 如果在保證我們示波器設置，使用都是正確的情況下，紋波還是很大，那么我們可以從以下幾個方面排查：

 首先我們看下常見電壓紋波規范：

 1、檢查我們設計的電感值是否合理，查看感值是否偏小。部分電路可以考慮PI型LC濾波電路。

2、檢查我們的輸出電容大小和類型，是否太小，可以考慮增加大容值電容。因為MLCC的容值存在直流降額特性，實際電容太小會導致輸出紋波較高，甚至引起環路穩定性問題。

3、檢查SW節點電壓，觀察是否有次諧波振蕩產生。

4、檢查電路原理圖前饋電容的設置，如下圖C1.可以通過調大C1的大小。來改善紋波較大的問題。

5.檢查PCBＬayout走線，查看FB反饋網絡是否經過高的電壓變化（dv/dt）及電流變化（di/dt）信號，FB分壓電阻是否靠近芯片FB引腳（我們前期layout時需要注意），當FB被干擾時，SW可能異常，導致紋波變大。

問題2：電路板上BUCK電源電路發出滋滋的嘯叫聲。

我們把嘯叫聲的發生分兩種情況：

情況一是當BUCK芯片工作在輕載模式時發聲。

 當芯片工作在輕載模式時，芯片處于降頻工作模式，以提高工作效率，如果芯片工作頻率下降到20Hz~20KHz范圍內，電路中繞線電感和陶瓷電容上會流過20Hz~20KHz的紋波電流和產生20Hz~20KH范圍內的紋波電壓。此時我們可以用示波器抓取波形分析。由于繞線電感繞線組之間固定不牢固和陶瓷電容的壓電效應與PCB共振，導致繞線電感或陶瓷電容發出嘯叫聲。此時我們可以嘗試以下措施：

1.可以考慮更換一體成型的電感，或者固態電容，聚合物電容。

2.可以考慮增加假負載，讓芯片工作在輕載時，降頻后的頻率在20Hz~20KHz范圍外。

3.可以考慮更換輕載定頻的芯片，這樣會犧牲整個電源的效率。

 情況二是芯片在重載工作時，發生嘯叫聲。

 重載時，我們直接測試輸出電壓和電感電流波形，查看是否有20Hz~20KHz的頻率成分的波形包絡。通常情況下最常見的是周期性負載，負載變化的周期恰好是20Hz~20KHz。我們可以嘗試以下方式：

1.可以考慮更換一體成型的電感，或者固態電容，聚合物電容。

2.嘗試是否可以改變負載的變化周期，讓其頻率在20Hz~20KHz范圍外。

問題3：電路板上的瞬間，芯片失效

當輸入電源適配器通過長導線突然插入DCDC的輸入端，芯片過壓失效。

         檢查電路原理圖，確定輸入電容類型和大小，如果只有貼片陶瓷電容，則輸入電源的長線上的寄生電感L與輸入電容產生諧振，導致芯片VIN輸入電壓過壓，超過芯片的耐壓，從而損壞芯片。可以嘗試以下措施：

1.在電壓輸入端并聯一顆電解電容，一般ESR較大，以增加振蕩阻尼，防止輸入電壓振蕩過壓。

2.在輸入端增加軟起動電路(串聯熱敏電阻或者MOS 緩啟動電路，還可以防止DC插頭上電瞬間的打火現象。

3.在輸入端添加防護器件TVS，以限制輸入電壓由于振蕩而產生過壓。

問題4：測得芯片SW腳的PWM波波形振蕩嚴重，上沖過大

 如上圖所示，在滿載工作時，測試的波形振蕩嚴重，上沖或峰峰值過大。針對這種問題，我們嘗試以下方法：

1.首先確定測試環境是否正確，示波器探頭的接地環路是否已經最小。

2.再次確認輸入電容有大小電容組合并聯接入電路，確保電路設計有高頻供電能力。

3.可以考慮增大自舉電容的串聯電阻（前期設計預留），降低MOS的開通速度。

4.檢查PCB布局走線，確定芯片輸入電容盡量靠近芯片供電腳，減小輸入功率路徑的寄生電感。

5，SW節點增加RC尖峰吸收電路（前期設計預留）。如下圖紅框所示：

問題5：上電有臺階，下電有回沖，回勾等問題

如下圖所示，上電啟動階段有臺階，下電過程有回沖

針對以上問題，我們可以采取以下方式嘗試：

1、上電有臺階，首先我們要確保每次上電測試，保證電路都是完全放電狀態下。一般是由于前級能量不足以支撐后級負載引起，可以使用芯片EN腳，調整芯片啟動時間，并且做好上電時序管理。

2、下電過程中的回沖現象，容易導致芯片反復啟動，芯片在下電過程中，負載突然變為0，導致輸入電壓被抬高，從而容易誤開啟芯片。我們可以調整EN分壓電阻，來拉大VIn與UVLO 的差值，避免輸入電壓被抬高而誤觸發芯片ＥＮ.

問題6：輸出電感很燙，發熱很大

輸出電感在電流增大時，容易達到飽和狀態，從而電感量減小，電感電流峰值變大，從而發熱增大。

這種情況下，我們首先要檢查我們的設計，查看電感電流的降額是否滿足需求，及所選電感是否滿足需求，如果不滿足，就需要更換電流更大的電感。

以上就是我們日常中經常碰到的一些BUCK電源常見問題，你又碰到了哪些問題呢？歡迎留言討論！