這樣的BUCK電源輸出放電功能好還是不好？

01、簡(jiǎn)介?

[為啥BUCK芯片EN都拉低了SW還在打波？] 文章中從群聊問題開始，分享了Buck芯片或Load Switch器件的輸出放電功能。這里再簡(jiǎn)單回顧輸出放電功能：輸出放電功能，是指在開關(guān)電源(Switch Mode Power Supply)或電源開關(guān)(Load Switch)的輸出端待機(jī)時(shí)將連接到輸出線容量的電荷急劇放電的功能。

如果沒有輸出放電功能，待機(jī)或關(guān)機(jī)時(shí)無法抽出輸出容量的電荷，輸出電壓會(huì)緩慢下降。輸出電壓緩慢下降時(shí)，可能會(huì)引起后級(jí)設(shè)備的誤工作、電源時(shí)序不滿足等。

另外，FPGA/SOC/CPU/GPU等設(shè)備可能會(huì)被要求下降的電源序列。在這些情況下，為了滿足電源時(shí)序，需要活用加快輸出電壓下降的輸出放電功能，需要設(shè)計(jì)成保護(hù)下降時(shí)序。

02、MP2143輸出放電功能

上圖所示，討論的芯片是MPQ2143，支持輸入電壓2.5V~5.5V、最大負(fù)載電流3A、最低輸出電壓0.6V、默認(rèn)開關(guān)頻率1.2MHz、COT架構(gòu)的BUCK轉(zhuǎn)換器芯片，高邊開關(guān)管是P-MOSFET（這個(gè)在2024年當(dāng)下還是很少見了，多數(shù)基本都是N-MOSFET了），低邊開關(guān)管是N-MOSFET。

上圖所示，當(dāng)使能EN引腳拉低時(shí)，SW引腳上還有打波，是給輸出放電。我猜測(cè)，EN拉低后，應(yīng)該只有低邊N-MOSFET會(huì)有動(dòng)作，高邊P-MOSFET會(huì)直接關(guān)閉吧，因?yàn)槿绻叩瓦叾祭^續(xù)有開關(guān)動(dòng)作，那不就相當(dāng)于正常工作狀態(tài)了嗎...但是，如果只有低邊N-MOSFET動(dòng)作，那隨著輸出電壓越來越低，SW引腳上的波形應(yīng)該與輸出電壓一樣，在圖中紅色我劃線的地方，應(yīng)該有斜坡的...這點(diǎn)待討論，有知道怎么回事的，可以留言討論下。

03、MPQ2143 Soft-Start/Stop

曾有工程師留言問這種功能好還是不好？需要用到這種功能時(shí)，當(dāng)然就好，但是應(yīng)用時(shí)需要注意；具有獨(dú)立的輸出放電引腳的更好。下面是規(guī)格書中相關(guān)內(nèi)容：MPQ2143具有內(nèi)置軟啟動(dòng) （SS），可以恒定的轉(zhuǎn)換速率提高輸出電壓 （VOUT），從而避免啟動(dòng)期間的過沖。軟啟動(dòng)時(shí)間 （tSS） 通常約為 1.3ms。當(dāng)通過 EN 禁用時(shí)，MPQ2143 會(huì)逐漸降低內(nèi)部參考電壓 （VREF） 以線性放電 VOUT。軟停止功能僅在 EN 關(guān)閉時(shí)激活。

當(dāng)輸出放電時(shí)，降壓轉(zhuǎn)換器將能量傳輸?shù)捷斎腚妷?（VIN）。如果輸出電容非常高而輸入電容很低，VIN 會(huì)上升并可能超過其絕對(duì)最大額定值 （6V）。

請(qǐng)參閱第 12 頁的應(yīng)用信息部分，以設(shè)計(jì)輸入電容和輸出電容，以確保在軟停止期間安全運(yùn)行。

04、MPQ2143 Output Capacitor /

高輸出電容 （C2） 可能會(huì)在軟停止期間引入損壞風(fēng)險(xiǎn)。在軟停止期間，VIN 通過 C2 放電充電，如果 VIN 超過其絕對(duì)最大額定值 （6V），可能會(huì)發(fā)生損壞。為簡(jiǎn)化起見，C2 應(yīng)滿足以下條件：

例如，如果 VOUT = 3.3V，VIN = 5V，輸入電容 C1 = 20μF，則 C2 應(yīng)小于 20μF。

對(duì)于大于上述計(jì)算的 Output Capacitance 應(yīng)用，請(qǐng)避免通過 EN 關(guān)斷芯片，因?yàn)槔虴N就會(huì)觸發(fā)Soft Stop功能。

所以，使用這類芯片是有注意事項(xiàng)的。最后，如果要回應(yīng)標(biāo)題，咱們還是不要簡(jiǎn)單地判定它好還是不好。童年時(shí)看電視劇一眼就能認(rèn)出誰好誰壞，成年之后這個(gè)能力似乎喪失了，成年人的認(rèn)知不應(yīng)該是二元的好或者不好，人性是復(fù)雜的。一如你問性能和成本該怎么取舍，老板會(huì)告訴你，成年人兩個(gè)都要，小孩子才做選擇題。