2023 06月18日
作者: 小白哥
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TPS63050芯片的DC-DC模块设计与测试(一)

1.原理图

1.png

2.PCB

2.png

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:

1.png

                                                                                                                 PFM模式

2.png

                                                                                                                 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:

f0878773db116841dadef667f5d81fe4(1).bmp

其中,ion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:

bf1006d4bf42cc7e6f390f0d980fa865(1).bmp

4.3 静态损耗
静态损耗是指由静态电流IS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:

dec9984eeab4cc9547d87defd6d4f3bb(1).bmp

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:

1.jpg


  

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