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DCDC 输出振荡是最容易误判的电源问题:看着像负载问题,查半天发现是环路不稳定。最近调一块 Buck 电路时遇到输出纹波突然变大,记录一下排查过程。
一、先看振荡长什么样
用示波器看输出波形:如果是固定频率的正弦形振荡,多半是环路相位裕量不够;如果是不规则的突发振荡,可能是负载瞬变触发了环路振荡。我的板子是前者,振荡频率在 20kHz 附近,正好落在穿越频率附近,基本锁定环路问题。
二、波特图是最直接的证据
有网络分析仪就直接测环路增益:看穿越频率处的相位裕量,低于 45 度就要警惕,低于 30 度基本一定振荡。没有仪器的土办法是注入扰动法:用隔离变压器往反馈回路注小信号,示波器看增益和相位,粗略估算也够定位问题。
三、补偿网络调整的顺序
先调穿越频率再调相位裕量。穿越频率太高容易振荡,先把补偿电容加大、把穿越频率压下来;再看相位裕量,用 Type II 或 Type III 补偿在穿越频率附近补相位。我的板子最后把穿越频率从 80kHz 降到 30kHz,相位裕量从 28 度提到 55 度,振荡消失。
四、输出电容 ESR 别忽略
陶瓷电容 ESR 太低会让零点跑到高频,环路相位裕量跟着掉。换低 ESR 电容时要重新核算补偿,必要时在输出端并联一颗带 ESR 的电解电容,人为引入一个零点抬相位。
大家在 DCDC 环路调试时还遇到过哪些振荡问题?欢迎分享。
一、先看振荡长什么样
用示波器看输出波形:如果是固定频率的正弦形振荡,多半是环路相位裕量不够;如果是不规则的突发振荡,可能是负载瞬变触发了环路振荡。我的板子是前者,振荡频率在 20kHz 附近,正好落在穿越频率附近,基本锁定环路问题。
二、波特图是最直接的证据
有网络分析仪就直接测环路增益:看穿越频率处的相位裕量,低于 45 度就要警惕,低于 30 度基本一定振荡。没有仪器的土办法是注入扰动法:用隔离变压器往反馈回路注小信号,示波器看增益和相位,粗略估算也够定位问题。
三、补偿网络调整的顺序
先调穿越频率再调相位裕量。穿越频率太高容易振荡,先把补偿电容加大、把穿越频率压下来;再看相位裕量,用 Type II 或 Type III 补偿在穿越频率附近补相位。我的板子最后把穿越频率从 80kHz 降到 30kHz,相位裕量从 28 度提到 55 度,振荡消失。
四、输出电容 ESR 别忽略
陶瓷电容 ESR 太低会让零点跑到高频,环路相位裕量跟着掉。换低 ESR 电容时要重新核算补偿,必要时在输出端并联一颗带 ESR 的电解电容,人为引入一个零点抬相位。
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