罗姆电池管理解决方案评估板“REFLVBMS001-EVK-001” 深度评测-下篇

※文章转载自电源网,作者为r7XjIKq6

上篇介绍了罗姆电池管理解决方案评估板REFLVBMS001-EVK-001的系统构成和Battery供电开关机的测试,本篇将继续针对BUCK芯片进行纹波测试、空满载起机测试、动态负载测试等深度测评。

■ BUCK芯片稳态纹波

CH2: VOUT(ac 耦合);
CH3: SW;
CH7: iL,电感电流;

以下是3.6Vin-3.3Vout工况下的纹波测试。

▪ 空载纹波-7mV Vpp

可以看出该芯片支持Burst模式,控制逻辑也很简单,当Vout达到设定high值时SW关闭,等待Vout降低到设定low值时SW动作上管开通向输出传递能量Vout升高,可以看出每隔大约80ms开关管才动作一次,这也是该芯片能做到极低功耗的一个原因。

不过因为是burst模式,也就意味着开关频率会随着负载的变化而发生改变,后面缓慢增加负载也会开到开关频率的变化。

▪ 10uA负载纹波-15mV Vpp

10uA负载时输出Vout ripple大小不均匀,这也导致了Ripple增大,这是因为脉冲个数有1-2个不固定导致,推测主要是内部检测Vout时有noise干扰导致比较器动作次数不固定。

▪ 1mA负载纹波-7mV Vpp

1mA负载脉冲已经可以均匀打出,ripple形状比较固定

▪ 100mA负载纹波-7mV Vpp

100mA负载电感电流已经进入CCM

▪ 500mA满载纹波-20mV Vpp

■ BUCK芯片空满载起机测试

CH1: VIN;
CH2: VOUT;
CH3: SW;
CH7: iL,电感电流;

▪ 空载起机波形, 电感电流最大值达到340mA

▪ 满载500mA起机波形, 电感电流最大值达到863mA,因此选择电感时要考虑余量防止电感饱和;

■ BUCK芯片动态负载测试

buck采用的COT控制,该控制方法最大的优势就是响应迅速,很多VR buck场合都会采用这种控制方法,下面我们来看看动态响应如何吧。

▪ 0-500mA 跳变测试

放大细节来看一下:

0-500mA加载恢复时间用了16us,电压跌落达到了87mv,效果并没有很惊艳。

500mA-0mA减载恢复用了30us左右,电压过冲60mV。

▪ 250-500mA 半载切满载跳变测试

250mA和500mA buck均工作在CCM状态,调整时间快了很多,均在10个us左右。

整体来看,消费级使用动态效果已经算是不错的了。

■ BUCK芯片输出短路测试

最后来看看当输出短路时,芯片会如何应对。

可以看到数出短路时电感电流最高冲到1.344A,从芯片内部来看,对buck上下管均进行了电流采样,应该对上管和下管都设置了OCP限流点

■ BUCK芯片效率测试

测试设备采用Keysight 6位半精度双通道SMU B2912,测试采用keysight上位机软件Quick IV,设置Vin 3.6,4.2和5.5V三个点;Iout 设置10uA-0.5A 共200个点对数序列扫描。整个过程可以在几分钟内完成,另外设置测量速度为Long-10PLC尽量减小测量误差。

可以看到10uA负载基本上效率就已经上90%了,效率方面表现优异,最高效率点在3.6Vin 负载130mA左右,达到了97%。

■ BUCK芯片空载和shutdown关机电流

最后到了这颗芯片主打的低功耗测试,3.6Vin3.3Vout空载时仅有188nA输入电流,将EN短路芯片shutdown测试输入电流仅有6nA,纳闷怎么shutdown电流只有6nA比规格书标称的typ值小很多。

▪ 3.6Vin-3.3Vout 空载输入电流

▪ 3.6Vin-EN接地shutdown时输入电流

总体来看这颗芯片在IoT应用方面表现还是很不错的,极低的空载和shutdown电流,极高的轻载效率,还算满意的动态效果和表现优异的输出ripple水平。

以上是本次测评全部内容,感谢阅读。

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