降壓芯片Rdson常用測量方法的介紹

隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品的快速更新，對于電源管理芯片的要求也越來越高。

更小的封裝尺寸

更大的負(fù)載電流

更高的工作效率

更低的功率損耗

更低的工作溫升

芯片的工作效率就變得尤為重要了。對于DC-DC芯片來說，很大一部分的工作效率的損失來自開關(guān)管的導(dǎo)通損耗及開關(guān)損耗。當(dāng)芯片開關(guān)上升和下降時(shí)間短，開關(guān)頻率較低時(shí)，導(dǎo)通損耗便占了芯片總功耗的很大部分。開關(guān)導(dǎo)通阻抗（Rdson）的大小決定了導(dǎo)通損耗的大小，所以對于AE而言，精確測量Rdson就很重要。

降壓芯片Rdson常用測量方法的介紹

利用100%占空比測量上管Rdson

將芯片F(xiàn)B腳對GND短路，將R1分壓電阻去掉，此時(shí)芯片會以100%占空比工作。即上管Q1會長開，下管Q2會關(guān)斷，Vout近似等于VCC。

VCC供電，在Vout與GND之間拉取電流負(fù)載IL（電流盡量避免過大，以免溫度影響上管Rdson阻值），即流過上管Q1的電流，電流方向如圖1所示。此時(shí)測量a點(diǎn)與b點(diǎn)的電壓值U并記錄（電壓測量點(diǎn)必須緊貼芯片引腳端，最大程度減小PCB走線阻抗）

由歐姆定律R=U/I，可以計(jì)算出Rdson阻值?？梢匀《嘟M數(shù)據(jù)，取平均值以減小誤差。

注意：此方法只有在芯片上管是PMOS，可以100%占空比工作，才適用

利用示波器進(jìn)行Rdson測量

簡單估算

示波器3通道探棒接芯片SW腳（探針緊貼SW引腳，接地線緊貼GND引腳減小PCB走線阻抗），示波器通道4電流探頭（型號：TeKtronixTCP202）測試電感電流。

VCC供電，讓芯片工作在PWM電流連續(xù)模式，測試通道3和通道4波形。

測試通道3

圖中藍(lán)色為SW電壓波形，紅色為電感電流波形；將黃色標(biāo)示放大后繼續(xù)觀察波形

測試通道4

通過觀察可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)上管導(dǎo)通時(shí)SW電壓是隨電感電流增大而減小的，因此我們可以用以下公式粗略估算上管Rdson：

Rdson=△Vsw/△IL

△Vsw=VA-VB △IL=ID-IC

同理，此方法亦可粗略估算下管Rdson

精確估算

示波器通道1接Vin腳（探針緊貼Vin引腳，接地線緊貼GND引腳，減小PCB走線阻抗），示波器3通道探棒接芯片SW腳（探針緊貼SW引腳，接地線緊貼GND引腳，減小PCB走線阻抗），示波器通道4電流探頭（型號：TeKtronixTCP202）測試電感電流。

VCC供電，讓芯片工作在PWM電流連續(xù)模式，測試通道3和通道4波形。

測試通道3

圖中藍(lán)色為SW電壓波形，紅色為電感電流波形；黃色為Vin電壓波形，將綠色標(biāo)示放大后繼續(xù)觀察波形

測試通道4

通過觀察可以發(fā)現(xiàn)：

◆當(dāng)在t1時(shí)刻時(shí)，PMOS兩端電壓△Vmos1=V1-V3，而此時(shí)流過上管電流為I1，那么t1時(shí)刻，上管Rdson1=△Vmos1/I1

=（V1-V3）/I1

◆當(dāng)在t2時(shí)刻時(shí)，PMOS兩端電壓△Vmos2=V2-V4，而此時(shí)流過電流為I2，那么t2時(shí)刻，上管Rdson2=△Vmos2/I2

=（V2-V4）/I2

◆由分式合分比定理可以得出

Rdson=

即Rdson=

對于“利用100%占空比測量上管Rdson”的測試，其局限性在于芯片本身可以100%占空比工作；但其測試值誤差較小，相對精確（忽略芯片內(nèi)部綁定線阻抗）。

對于“利用示波器進(jìn)行Rdson測量”?測試的簡單估算，其測試值誤差相對較大，但可以用此方法測試下管Rdson。

對于“利用示波器進(jìn)行Rdson測量”測試的精確估算，其測試值誤差較小，相對精確（忽略芯片內(nèi)部綁定線阻抗）；但測試過程相對繁瑣，且受限示波器精度影響。

測試Rdson時(shí)，可根據(jù)實(shí)際條件靈活測試。
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