DCDC的静态电流-第二部分
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DCDC转换器正在调节输出电压,但负载电流为零。许多系统在待机时需要稳压,在这种情况下,我们需要知道输入电源需要多少电流。大多数现代监管机构在数据表中指定此电流。但是,请仔细检查条件以确保列出的电流实际上是空载工作电流。
1.IQ不是什么?
IQ不是空载输入电流。如前所述,IQ只是需要的“开销”电流操作IC的基本功能。它不包括
由克里斯·格拉泽应用工程师电源管理DC / DC级参数测试条件min typ Max单位静态VIN 0.5µAIQ IO = 0 mA, VEN = VIN = 1.2 V, VOUT = 3.3 V图1所示
高性能模拟产品电源管理输入电流进入电源级(电流这实际上是转移到输出)或操作栅极驱动器所需的电流。即使在空载情况下,设备仍然切换到保持输出调节。一些损失总是存在于输出处,如损失处用于设置输出的分压器电压;漏电流进入负载或通过输出电容;上拉电阻;等。因为这些损耗会产生电压在输出电容衰减时,集成电路必须经常更换电源以补充能量
丢失。
因此,空载输入电流测量违反了集成电路的要求一定是处于无法切换的状态没有电流可以离开IC充电输出电压。作为一个例子,图2显示了空载情况TPS61220升压转换器的操作,输入电压为1.2 V和输出电压为3.3 V。IC开关大约每1.75毫秒调节一次输出电压。
这段时间取决于VIN, VOUT,以及外部因素和影响平均输入电流是多少。
在第1阶段,IC正在切换高侧MOSFET或同步整流MOSFET打开。输入电流是由电流主导进入的权力吗阶段,平均约70 mA(一半电感器的峰值电流)。图3显示了的放大视图阶段1。一旦输出电压下降TPS61220开始a通过转动控制开关脉冲MOSFET。SW引脚低了,导致感应器的电流上升。
然后,它关闭MOSFET控制并打开整流MOSFET,允许电流流到输出。输出电压随着能量的转移而增加输出电容器。当感应器的电流达到零,所有的能量都被交付输出;因此整流MOSFET关闭,集成电路进入睡眠模式(第二阶段)。
在这一点上,两者都有mosfet关闭(打开),所以SW引脚是在高阻抗的状态。感应器和寄生器引脚环上的电容,直到它达到直流值,等于输入电压。在阶段2,IC是高阻抗,输出电压下降,由于泄漏在输出。因为IC不开关时,IC消耗的电流这段时间是IQ。阶段#1和#2定义了a平均输入电流的开关周期计算。由于高输入电流期间切换时间(相位#1),平均输入电流过这一次一定要比IC的IQ高。然而,由于第一阶段的持续时间很短,平均输入电流通常仅略大于IQ的输入电流。为了解决IQ和无载输入电流之间的差异,一些集成电路的数据表具有典型的空载输入电流规格见电气特性表。
2.如何正确的测试系统里的IQ?
当IQ值被测量或从数据表中提取时,可能会产生许多错误。以下5个注意事项将帮助设计师避免这些错误
1. IC的IQ不能改变。没有什么可以从IC外部完成,影响IQ。IQ确实随着输入电压和温度的变化而变化,但集成电路内部电路的行为设置了这种变化。如果IC工作在强制PWM模式或负载附加输出,则IQ不再适用于电路,输入电流变得适用代替。在一个应用程序中可以做很多事情影响输入电流,但不影响IQ。
2. 指定的操作条件需要考虑。IQ仅用于IC推荐的工作条件和特定的测试条件,具体地说,是输入电压和输出电压。为任何IC,输入时不保证指定的IQ电压高于推荐的最大值(但小于)大于绝对最大值)或输入电压时是否低于建议的最低限度(但高于UVLO级别)。对于buck转换器,IQ只有在以下条件下才有效输入电压大于输出电压当设备未处于掉电状态时(100%模式)。对于一个Boost变换器的输入电压必须小于输出电压,使IC不在down模式。
3.输入电流常与输出电流相连接。的大多数人的IQ通常会同步提升从输出电压。由于该功率最终必须来自输入,因此在无载状态下的输入电流大大高于IQ,因为boost变换器的输入电流必须更大比其输出电流大。考虑TPS61220从1.2 V升压到3.3 V。IQ为5µA0.5µA,假设转化效率为100%,IQ的输入电流是3.3 v 5 a 0.5 a 14.25 a。
4. 寻找所有可能的输入电流路径。当通过评估模块(EVM)或其他板,设计者应保证输入
电流全部进入IC而不是黑板上的其他地方。电容器或其他设备泄漏,即使这些设备被禁用,
可能是很重要的,因为他们的IQ值很低影响单板的输入电流。此外,在一些evm和大多数终端设备板,输入电压或输出电压被路由到上拉电阻,指示灯led或其他可能降低电流的设备在某些情况下。显然,当前的平局是不是集成电路IQ的一部分。最后,集成电路的IQ作为系统参数并不重要,因为总输入电流是实际上是需要的;这很容易测量要求的测试条件。
5. 测量技术可以造成很大的影响的区别。能准确测量输入电流的低功耗或节能效率模式下,遵循详细介绍的测试设置至关重要。