如何测试DC-DC的SW信号？

对于绝大部分buck芯片而言其上下两管都集成到芯片内部，那么该如何观测两管的工作状况呢？实际应用中我们通过观测上下两管交替点的电压来判断上下MOS管的开通与关断情况，并将这一点称为SW，如下图所示。

 

 

 

怎么测SW

以MP2332为例，作为一款完全集成的高频、同步、整流、降压开关变换器，MP2332采用恒定导通时间 （COT） 控制实现了快速瞬态响应、简单的环路设计和快速输出调节。在宽输入4.2V到1.8V范围内可以满足 2A 的输出电流，除此外MP2332还有出色的负载和线性调节性能及优秀的待机功耗，其静态电流 Iq 只有200μA。

 

应用实例

 

 

 

在EV2332板上，只需要将示波器探头钩住该SW测试点，探头接地端接GND测试点，当正常上电后，即可在示波器上读出SW电压波形。线路连接图如下：

 

 

SW图像读取信息

 

通过SW波形可以判断出芯片工作状态：轻载降频PFM和CCM状态。

 

MP2232空载启动时SW波形：为了在短时间内建立输出电压，开关比较密集，当输出电压建立后开关波形稀疏间隔约2ms才会有开关动作。轻载条件下，MOS管导通交叠区产生的开关损耗占据主导地位，为了提高效率，芯片将进入轻载降频模式PFM。当电感电流降为零时，low-side driver进入(Hi-Z)态。输出电容通过电阻R1和R2缓慢放电到GND。当VFB下降到VREF以下时，高边MOS打开此时才会在示波器上看到SW波形。输出电压会通过电感与MOS寄生电容进行LC谐振放电。

 

 

 

将上述PFM的SW波形展开即为下图，这里可以结合CH4电感电流进行分析。第一阶段：上管导通，Vin给电感和负载供电，电感电流以固定斜率上升（U_L=L di/dt ）。第二阶段：上管关断，下管续流，此时电感电流以固定斜率下降。第三阶段：电感储能释放完毕，续流回路断开，但此时上管还未打开，电感及回路中寄生电容会形成LC阻尼震荡，以Vout为中心进行谐振。

 

 

 

MP2232 当电感电流不再为零，芯片将进入连续导通模式（CCM）。即上下管交替开通关断，当高侧MOSFET （HS-FET）处于关断状态时，低侧MOSFET（LS-FET）导通，两管交替导通，此时SW波形为固定频率下的PWM波形。

 

 

 

将CCM 的SW波形展开即为下图：

 

 

 

在此情况下SW我们可以读出上下管分别导通的时间，如图中高电平为上管开通时间，其电压值等于Vin，低电平为下管的开通时间其电压值等于0。对于一个周期而言，上管开通时间ton与整个周期T的比值为占空比D。在CCM模式下，设输入电压为E，输出电压为U（平均值）。在整个周期内

化简后可以得到 D=U/E。

 

由此可知，在实际操作中，我们可以通过观测PFM和CCM 等不同状态下的SW波形，分析判断buck电路工作是否正常。

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审核编辑 黄宇