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电源是每个电路系统的核心；其关系到这个电路是否正常工作；而对于高端的ARM、DSP等嵌入式处理器更是如此。概因处理器性能越强，对核心的供电要求越高。大电流输出，高电源稳定性是必须的。 近日在调试TMS320C6678 DSP系统的时候遇到问题，发现同一个DC-DC电源方案，在不同的输出电压下有不一样的表现。发现其在设置为3.3V供电、1.5V供电的时候，上电曲线很完美；但是在设置为1V供电的时候，在上电的瞬间却存在抖动的现象；这让我大吃一惊。 测试对象：TMS320C6678小系统，供电芯片：TPS54620 测试工具：无线示波器（泰思科技 F28M6D） 测试方式：电压电流，电路参数计算 1、电路电压测量示波器及待测板子
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电压测试
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核心电压测试 0 ^: [& m8 j8 Q( i7 _5 J- R
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3.3V的上电曲线
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1.5V的上电曲线
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1 V* e# m3 o1 J) H
1.0V的上电曲线（发现上电有杂波） 3 _& ^. @2 m* E* L4 v' c. b8 y
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放大波形 + K. {) n# s: l/ l6 Z
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2、数据测量
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在触发出电源的上电瞬间波形后，打开FFT查看频率成份；经过对比，发现抖动的噪声集中在16.9KHz到28.2KHz这个频段。而3.3V的上电曲线则非常干净，没有什么噪声掺杂在里面。 3.3V的频率成份 ! q7 K9 _/ N; s- U: N
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1.0V的频率成份 * H1 m9 s' ]7 m$ i; N
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3、原理分析：电路设计是这样的： 3.3V原理图 ) N4 w3 r0 `! c- k9 H
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1.0V原理图
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输出电压计算公式 VOUT = 0.8(R1+R2)/R2 则VOUT = 0.8*（2.49K+10K）/10K = 0.9992V 电压输出值符合设计。 最小电感的计算 ( y% D. r$ a Z- J
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则Lmin = ((9 - 1)/(4 * 0.3)) * (1 /(9*900kHz)) ≈ 0.8uH 实际电感取值：2.7uH/6A；符合设计。 最小滤波电容的计算
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4 V4 C+ l0 ?" r% n( s& q( D
则Cmin = (4*1)/(900kHz*0.075) = 59.24uF 实际电容值：22uF+22uF = 44uF，不满足设计。 4、优化方案：输出端增加滤波电容，为达到更好的滤波效果；增加电容组合：22uF+1uF+100nF =23.1uF；增加后总电容值为44uF+23.1uF = 67.1uF；符合设计要求。 (不同电容大小的独立电容在对应的噪声频段有更好的滤波效果，具体分析在后续的技术文章中说明。) 5、更改结果：增加了电容后 ) K2 F7 x+ C* d' U% w) f
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上电测试： 更改后1.0V上电曲线 # x! Q9 N& g: \) B7 \4 T. a
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FFT频域分析： FFT ) M2 T) \; g0 j* v! i4 e
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小结：可以发现，更改后的设计；即使符合设计要求，但是上电震荡的问题仍未解决；总体的纹波有改善，但并不明显。 从调试结果来看，也不是电感电容值的问题；在调试过程中，电感值更换了1uH、1.5uF、22uH；均存在震荡的现象。故，初步推测，这个问题是TPS54620的固有缺陷。具体的原因还需要深入排查及咨询原厂。
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发表于 2019-9-26 00:51:23
