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Other Parts Discussed in Post: LMZ31710

作者： TI 深圳工程師 Jun Shen

在實際測試LMZ31710的評估板默認配置時，輸入12V，輸出1.8V，帶10A負載，會遇到輸出電壓重啟的問題。這種重啟的問題是由于輸入電壓回升導致反復觸發欠壓保護開啟電壓導致的。本文主要針對輸入電壓回升問題做深入的分析，得出輸入電壓回升的根本原因包含兩個，一是實驗室電源，另一個是評估板芯片輸入端的電解電容，可以作為相關實驗的測試方法的參考。

圖（1）測試架構

本文采用如圖（1）所示的電路架構，在實驗室電源和評估板直接采用了空氣開關斷路器，保證快速的掉電，評估板負載采用0.18歐姆的純阻性負載。總共做了三組實驗，1.通過實驗室電源開關掉電，2.通過斷路器掉電，3.去除評估板電解電容通過斷路器掉電，分別對應圖（2）中左中右三個圖。

圖（2）測試結果

圖中通道2為評估板輸入電壓測試點，通道3評估板輸出電壓測試點，通道4為電流探頭測量實驗室電源與評估板之間連線上的電流。輸出電壓掉為零后又出現較高的毛刺稱之為輸出電壓重啟，這種重啟有可能會導致后續FPGA等邏輯錯誤。對應的時刻的輸入電壓回升的現象稱之為輸入電壓回彈。

對比左圖和中圖，可以發現實驗室電源對電壓回彈的影響，左圖的輸出電壓重啟的毛刺明顯比中圖高出260mV左右，而且連接導線上對應時刻出現電流，說明就算關閉了實驗室電源，仍然有電流從實驗室電源流向LMZ31710評估板。說明實驗室電源回彈電壓比后續電路高，導致了電流流過。而中圖是使用了斷路器切斷實驗室電源與評估板之間的電流通路，由此可以看見連接導線上的電流立馬為零，但是輸入電壓還有一個斜率下降，而且還是出現了輸出電壓回彈現象。經過對比，評估板上可能有器件也同樣出現了電壓回彈。

由于電解電容會有記憶效應，所以我們將LMZ31710評估板輸入端的鋁電解電容去掉，做了對比試驗， 測試結果如右圖所示，輸入電壓會有一個小的回彈，但是沒有出發欠壓保護啟動電壓，所以輸出電壓沒有出現重啟毛刺。對比中圖和有圖，可以發現鋁電解電容對輸入電壓回彈的影響。由于電壓回彈與電解電容有關，所以在使用LMZ31710設計電源時，需要仔細設計欠壓保護的閾值，以保證回彈電壓小于欠壓保護的開啟電壓，避免輸出電壓毛刺重啟的現象。

參考LMZ31710 EVM user guide，紅色圓圈中為實驗去除的鋁電解電容的位置，使用斷路器并且去除這個鋁電解電容，輸入電壓回彈減弱到不足以觸發欠壓保護的開啟電壓，輸出電壓未出現重啟現象。

圖（2）評估板電解電容位置

總結：本文針對LMZ31710EVM測試輸入電壓回彈做了研究，通過三個對比試驗，定性的分析了輸入電壓回彈的原因為實驗室電源與評估板輸入鋁電解電容，可以作為相關實驗的測試方法的參考。