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为什么dcdc的pwm 模式空载的电流会有几个mA?

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
做了一个1Mhz的5v 到1.8V的dcdc, 发现pwm 模式下面空载的时候功率级还消耗8mA的电流,但是仿真的时候输入功率级的平均电流却小于1mA。除此之外,还测了几个TI的和maxim的类似片子, 都是无负载的情况下电流6-10mA。有没人知道为什么仿真和实际测量不符合的原因? 上下管导通电阻各0.3欧姆,4.7uh,10uF. 很平常的一个buck.另外电感里面的电流也就是从+120mA 到-120mA左右的三角波,符合仿真结果。实在想象不出这样的电流会导致消耗这么大的平均电流。
maxim的datasheet 在此,也是6mA
http://pdfserv.maximintegrated.com/en/ds/MAX1951-MAX1952.pdf

电感内阻的耗散?PWM模式是不是需要考虑switching loss,我不搞DCDC的,不过
记得空载模式一般都用PFM,否则稳定性很难保证?

整个耗散可能也就几个毫瓦, 折算成电流也就1mA,现在6mA已经有30mW,比sim大太多了。

是不是电感的磁损,换个饱和电流大得多,DCR小的电感试一试看看。

"S  w  i  tchi  ng   w  i  th no l  oad  , LX   unconnected"
这个电流有6mA~10mA。
估计是high side与low side开关的穿通电流了.

控制电路耗电+Cgs+Cds+switching loss+core loss

如果几家的片子都这样,显然是你的外设器件有问题,,查查 电感,电容,,

我觉得你的仿真设定可能有问题。
空载时,如果Buck是Force PWM模式,静态电流就应该在mA级别。
6-10mA的电流是合理的。

我仿真就是看电压源流出的电流,然后取平均值.哪怕我把电感寄生电阻加大到2欧姆
,流入的平均值都不超过1mA,和实际测量很有差距。

1,磁损,你仿真只能看电感铜损,不包括铁损。
2,开关损耗仿真模拟不准,
基本上你仿真只能看到conduction loss。在no load情况下,condutionloss占比重很小。

你仿真用的MODEL都不在内
你要是能弄到你想象的那种能基本无差仿真的MODEL,FBI马上就上你们家门口敲门了。
而且你所想的那种MODEL根本就不存在。

太夸张了。DC-DC而已,又不是ADC。
从楼主给出的Maxim的datasheet来看,这是一个没有PFM模式的DCDC。在空载条件下的电流达到typ 6mA是合理的。不过它给出的测试条件竟然不连接LX pin,感觉有点奇怪,我很少看见这样定义Iq的。就我的了解,即使LX pin连接,输出稳定的时候,空载的静态电流在6-10mA也是合理的。
当然这不是我想说的重点。
楼主的DC-DC应该也是power devices内置的吧,那么就不存在外部模型特别不准确的情况。即使你使用了理想的电感模型,也不会特别影响对于Iq的仿真结果。因为这里Power devices的Rdson还是比较大的。
所以还是建议楼主检查一下自己的仿真:
1.PWM频率是不是在你的设计值上。
2.你的设计是不是包含PFM模式,空载条件下会自动进入。
3. VFB和VOUT点没有和电压源相连接吧?这样有可能被系统认为overshoot,然后停止switching,这个从第1点可以看出来。

model里面一般不会有静态电流和power train的动态,一般是加个人为的电流充数,所以怎么仿都没用。

电感上怎么会有-120mA电流,难道没有DCM,开关可以负向导通?
这样的话前面1mA电流是怎么平均来的,直接算术平均还是RMS

没有dcm,全是ccm。算术平均1mA, rms 大概60mA

mos和推挽管等位置有ciss损耗,不论内置还是外置,而且各家还不一样

那这个1mA没参考价值吧
比如仿真时候一会7mA流向电源,一会8mA从电源流出,平均电流好像就1mA,
但是实际真的能对电源充电么?

要看工艺的,如果老工艺,数字逻辑就可能有1-2mA
算上各种不是为了低功耗设计的current mirror bias,5-6mA在完全开启状态很
容易达到。特别是PWM还在switching的时候
各种低功耗的DCDC都会选择性的关断部分电路

我又回头看了一下你的描述,5V->1.8V,1MHz Switching Freq.
那么粗略的估算是
上管开启360ns,下管开启640ns,电感电流的变化量
deltaIL=(5V-1.8V)/4.7uH*360ns=245mA
基本符合你的仿真结果(240mA)。
所以我想你的testbench应该正确。
如果你没有使用理想模型的话,那会不会是你计算输入电流的节点有问题。
如果方便的话,贴贴你的testbench和你的计算公式来看看,怎样?

仿真DCDC的模拟电路应该会用到bsim3v3的模型,楼主用的是什么?

仿真很难建立实际的准确模型,我感觉是正常的,那个损耗

it works.换了一个大的闭合磁路电感,现在电流只有3mA了。符合仿真结果。
原来用的三星的一个小的开路磁路电感。

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