如何測試DC-DC的SW信號？

對于絕大部分buck芯片而言其上下兩管都集成到芯片內部，那么該如何觀(guān)測兩管的工作狀況呢？實(shí)際應用中我們通過(guò)觀(guān)測上下兩管交替點(diǎn)的電壓來(lái)判斷上下MOS管的開(kāi)通與關(guān)斷情況，并將這一點(diǎn)稱(chēng)為SW，如下圖所示,

怎么測SW ：

以MP2332為例，作為一款完全集成的高頻、同步、整流、降壓開(kāi)關(guān)變換器，MP2332采用恒定導通時(shí)間 （COT） 控制實(shí)現了快速瞬態(tài)響應、簡(jiǎn)單的環(huán)路設計和快速輸出調節。在寬輸入4.2V到1.8V范圍內可以滿(mǎn)足 2A 的輸出電流，除此外MP2332還有出色的負載和線(xiàn)性調節性能及優(yōu)秀的待機功耗，其靜態(tài)電流 Iq 只有200μA。應用實(shí)例：

在EV2332板上，只需要將示波器探頭鉤住該SW測試點(diǎn)，探頭接地端接GND測試點(diǎn)，當正常上電后，即可在示波器上讀出SW電壓波形。線(xiàn)路連接圖如下：

SW 圖像讀取信息：

通過(guò)SW波形可以判斷出芯片工作狀態(tài)：輕載降頻PFM和CCM狀態(tài)。MP2232空載啟動(dòng)時(shí)SW波形：為了在短時(shí)間內建立輸出電壓，開(kāi)關(guān)比較密集，當輸出電壓建立后開(kāi)關(guān)波形稀疏間隔約2ms才會(huì )有開(kāi)關(guān)動(dòng)作。輕載條件下，MOS管導通交疊區產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗占據主導地位，為了提高效率，芯片將進(jìn)入輕載降頻模式PFM。當電感電流降為零時(shí)，low-side driver進(jìn)入(Hi-Z)態(tài)。輸出電容通過(guò)電阻R1和R2緩慢放電到GND。當VFB下降到VREF以下時(shí)，高邊MOS打開(kāi)此時(shí)才會(huì )在示波器上看到SW波形。輸出電壓會(huì )通過(guò)電感與MOS寄生電容進(jìn)行LC諧振放電。

將上述PFM的SW波形展開(kāi)即為下圖，這里可以結合CH4電感電流進(jìn)行分析。第一階段：上管導通，Vin給電感和負載供電，電感電流以固定斜率上升（U_L=L di/dt ）。第二階段：上管關(guān)斷，下管續流，此時(shí)電感電流以固定斜率下降。第三階段：電感儲能釋放完畢，續流回路斷開(kāi)，但此時(shí)上管還未打開(kāi)，電感及回路中寄生電容會(huì )形成LC阻尼震蕩，以Vout為中心進(jìn)行諧振。

MP2232 當電感電流不再為零，芯片將進(jìn)入連續導通模式（CCM）。即上下管交替開(kāi)通關(guān)斷，當高側MOSFET （HS-FET）處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，低側MOSFET（LS-FET）導通，兩管交替導通，此時(shí)SW波形為固定頻率下的PWM波形。

將CCM 的SW波形展開(kāi)即為下圖：

在此情況下SW我們可以讀出上下管分別導通的時(shí)間，如圖中高電平為上管開(kāi)通時(shí)間，其電壓值等于Vin，低電平為下管的開(kāi)通時(shí)間其電壓值等于0。對于一個(gè)周期而言，上管開(kāi)通時(shí)間ton與整個(gè)周期T的比值為占空比D。在CCM模式下，設輸入電壓為E，輸出電壓為U（平均值）。在整個(gè)周期內

化簡(jiǎn)后可以得到 D=U/E。
由此可知，在實(shí)際操作中，我們可以通過(guò)觀(guān)測PFM和CCM 等不同狀態(tài)下的SW波形，分析判斷buck電路工作是否正常。