棘手的电流模 低温震荡的问题

bluesmaster

一些設計參數 :  cout=10uF, 4.7uH,輸入 2.7-5.5V 輸出 1.1/1.2/1.8V.現在遇到低溫震盪的問題:
大概描述如下
1.高溫,室溫,-30c都挺好的.
2. -45度的時候, 輸出1.2v, 輸入 3.1v 開始震盪, 3.1v到5.5v都是好的.如果輸出1.8V, 整個電壓都是好的.. 大負載沒問題, load通常都在200mA向下.的時候開始震
3.震盪是duty cycle的下降沿抖, 可以明顯看到震盪有固定的pattern,duty 就是 大中小,大中小大中小, 大概震盪頻率300k的樣子...
4.我改了一下斜坡補償加倍,對震盪有幫助, 改善很多

如果補償不夠,是不是我把輸出電容變大會好?因為低溫的時候EA的GM大,我仿真看到 補償電容上的ripple 比室溫的時候大,因為EA 比較強..

如果是sub harmonic的話,我把4.7uH 變為6.8uH,電感電流斜坡變小,理論上應該壓抑震盪,但實際上震盪是變差的..
現在有點昏掉了,不知道到底是補償不夠,還是sub harmonic..
給點建議吧..老大..

allen-leon

主控IC是?
缺乏其他信息

patrick02046

1. 請觀察控制IC的規格，使否保證可以全溫操作? 有的只有 25度而已。

2. 我個人猜測是輸出的負載電容因為低溫而特性跑掉?有的電容在不同跨壓和不同溫度時，容值會差異頗大。

3. 斜率補償通常要大於電感電流下降斜率一半以上，一般取0.6。
要觀察是不是sub harmonic的現象，看電感電流震盪頻率是否為 切換頻率的0.5倍。
所以我猜您的fs=600KHz

4. GM我認為影響不大，除非電路特性跑太多，要不然以補償的觀點來看，即使GM差一兩倍，在波德圖上看起來都不會差太多。

如果是補償器設計不佳，則震旦頻率會是您補償的unit gain frequency, ft。通常是1/5~1/10的fs。假定您的fs=600KHz,則震盪頻率會在120KHz~60KHz。

還有頻寬不可以設計在一半的切換頻率，因為DCDC是一個sample and hold的系統。

如果是subharmonic，則震旦頻率會是您切換頻率的o.5倍。

我看您的問題，感覺subharmonic可能性較大，建議斜率補償大於(0.5xvo/L )xRcs(buck),

這確定完後，再調整補償。我想您應該採用type II gm 補償，建議您把補償器的zero設計在  1/(RloadxCout)

bluesmaster

谢谢楼上的. 这个bug 看起来已经搞定了.因为我跑small signal的时候用的是typical 下面EA的GM,但实际上我的EA的GM在低温下会比变化10倍,因为我的EA的第一级是MOS管加电阻来减少offset的.所以低温下,我的Fc居然会从100k变到1Mhz...做simu拉tion的时候，我把cap的esr放了0.1ohm，但如果在低温下，把ESR放到0.01ohm，tran可以看到明显的震荡。。 教训：
1。要用real ckt跑小信号，考虑PVT
2。ESR不能想当然，要多跑几个值
我现在把EA的第一级去掉，调调电流把GM降下来，带宽GM/c也保证不超过300Khz，现在芯片tapeout出去，如果没有新更新的话，此bug已解。

jiang_shuguo

请问楼主，您跑小信号分析时，用的什么工具分析。为何用EA的GM，而不是直接带入EA电路去跑小信号啊？

bluesmaster

我就直接用手算了算.....没跑spice

yoyoyang03

謝謝各位的分享  非常受用

peterfood781107

感謝樓主的經驗分享