TPS63050芯片的DC-DC模块设计与测试(一)

1.原理图

2.PCB

3.电源效率

电源效率=输出功率/输入功率*100%

3.1 测试手法
1.用万用表测量靠近芯片VIN引脚处的电压得到输入电压；用万用表测量靠近芯片VOUT引脚处的电压得到输出电压。
2.当负载电流需要0.1mA和0.5mA，电子负载不能满足要求时。此时可以在输出端接入一个电阻，并用数字万用表测量负载电流，调节电阻值以满足0.1mA和0.5mA负载电流。

3.2 测试结果

分别测出PWM和PFM模式下的输入和输出的电流、电压数据，并转换成效率与输出电流的对应数据，最后绘制成曲线，如下图所示：

                                                                                                                 PFM模式

                                                                                                                 PWM模式

对比上图可以发现在轻载的情况下，使用PFM调制的效率比使用PWM调制的效率高。

4. 功耗分析
DC-DC的功耗来源主要可以分为三种:导通损耗、开关损耗和静态损耗。
4.1 导通损耗
导通损耗主要为功率通路上的寄生电阻、等效电阻等流过大电流时产生的功率损耗。系统中的阻性元件主要包括开关管的导通电阻、电感和电容的寄生等效电阻以及导线的电阻，可以简单表示为:

其中，i_on表示流过阻性元件的均方根电流，R表示通路阻抗。
4.2 开关损耗
开关损耗主要是由于驱动开关管打开时，要对栅极寄生电容充电而造成的损耗，可以表示为:

4.3 静态损耗
静态损耗是指由静态电流I_S造成的功耗。主要是由各模拟电路子模块产生，比如带隙基准模块、振荡器模块等。静态损耗可以表示为:

5. 静态电流

静态电流是指模块输出电流为0时的输入电流。在输入电压为2.5V的情况下，测得静态电流如下图所示：