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示波器实测,AH8650 在空载、满载下的开关波形分析

9v升12v电源板 2026-03-09 17:40:26 芯片常识 60 ℃ 0 评论
电子工程师刘工通过示波器实测分析了AH8650同步降压芯片在空载与满载下的开关波形特性,空载时芯片进入Burst Mode ,开关间歇性动作导致低频纹波;满载时稳定工作在500kHz CCM模式,电感电流连续但需注意EMI噪声,测试基于典型应用电路 ,提出了优化建议(如布局设计 、滤波配置),帮助工程师权衡效率与纹波性能,AH8650凭借高集成度和3a输出能力 ,适用于消费电子及IoT设备 ,实测数据为其实际应用提供了关键参考。

本文目录导读:

  1. 1. 测试环境搭建
  2. 开关波形分析">2. 空载状态下的开关波形分析
  3. 3. 满载状态下的开关波形分析
  4. 4. 关键问题与优化建议
  5. 5. 总结

大家好,我是刘工,一名专注于电源管理芯片和电路设计的电子工程师 ,我将通过示波器实测,分析AH8650这款DC-DC降压芯片在空载和满载状态下的开关波形表现 。

AH8650是一款广泛应用于消费电子、IoT设备的高效同步降压转换器,支持最高28V输入和3A输出电流 ,其内置MOSFET的设计使得外围电路简洁,同时具备优异的负载调整率和效率表现,但开关电源的稳定性和噪声特性很大程度上取决于其开关波形 ,因此本次实测将帮助工程师们更好地理解AH8650在不同负载条件下的工作状态。

测试环境搭建

1 测试设备

为了确保测量数据的准确性,本次测试使用了以下仪器:

  • 示波器:Keysight DSOX1102G(100MHz带宽,1GSa/s采样率)
  • 探头:高压差分探头(100MHz带宽)
  • 电源:可编程直流电源(0-30V/5a
  • 电子负载:IT8511(0-30V/10A)

2 测试电路

AH8650的典型应用电路如图1所示 ,本次测试基于官方推荐的设计参数:

  • 输入电压:12V
  • 输出电压:5V
  • 电感:4.7μH(饱和电流>5A)
  • 输入/输出电容:22μF陶瓷电容(低ESR)
示波器实测,AH8650 在空载、满载下的开关波形分析,第1张

图1:AH8650测试电路

空载状态下的开关波形分析

在空载(输出电流≈0A)情况下 ,AH8650会进入轻载模式(PFM或Burst Mode) ,以减少开关损耗并提高效率。

1 开关节点(SW)波形

使用示波器观察SW引脚波形,可以发现:

  • 开关频率降低:由于负载极轻,芯片自动减少开关次数 ,频率从标称的500kHz降至几十kHz,甚至更低 。
  • 脉冲宽度极窄:导通时间(Ton)大幅缩短,仅维持极短时间以维持输出电压。
  • 间歇性开关:芯片在Burst Mode下间歇工作 ,每隔一段时间才进行一次开关操作(如图2)。
示波器实测,AH8650 在空载、满载下的开关波形分析,第2张

图2:空载时的SW波形(Burst Mode)

2 输出电压纹波

由于间歇性开关 ,空载时的输出电压纹波会呈现低频振荡特征:

  • 峰峰值纹波:约20mV(主要来自Burst Mode的间歇供电)
  • 低频噪声:频率通常低于10kHz

这种纹波虽然较大,但对于大多数低功耗设备(如MCU待机模式)影响较小 。

满载状态下的开关波形分析

在满载(输出电流=3A)情况下,AH8650进入连续导通模式(CCM) ,开关频率稳定在500kHz左右 。

1 开关节点(SW)波形

  • 稳定PWM信号:SW引脚呈现标准的方波,占空比约42%(12V输入,5V输出)。
  • 上升/下降时间:由于内置MOSFET的开关速度较快 ,上升时间≈30ns ,下降时间≈25ns(如图3)。
示波器实测,AH8650 在空载	、满载下的开关波形分析,第3张

图3:满载时的SW波形(CCM模式)

2 输出电压纹波

  • 峰峰值纹波:约50mV(主要由电感的电流纹波和输出电容的ESR决定)
  • 高频开关噪声:500kHz及其谐波成分较为明显

3 电感电流波形

通过电流探头测量电感电流 ,可观察到:

  • 连续三角波:符合CCM模式的特征,电流始终大于零 。
  • 纹波电流:约1.2A(峰峰值),符合理论计算值(ΔIL = (Vin-Vout) × D / (L × fsw))。

关键问题与优化建议

1 开关噪声抑制

AH8650在高频开关时会产生EMI噪声 ,建议:

  • 优化PCB布局:缩短SW走线,减少寄生电感。
  • 增加RC缓冲电路:在SW到地之间串联10Ω+100pF,可减缓开关边沿 ,降低振铃 。

2 轻载效率提升

若应用场景以低功耗为主,可考虑:

  • 调整FB分压电阻:适当降低输出电压,减少空载损耗。
  • 选择更低Qg的MOSFET(若外置):减少开关损耗。

3 输出纹波优化

若对纹波敏感(如ADC供电) ,可采取:

  • 增加LC滤波:在输出端增加一级LC(如1μH+10μF) 。
  • 使用低ESR电容:如聚合物电容或低ESR陶瓷电容。

本次实测分析了AH8650在空载和满载下的开关波形特性:

  • 空载时:芯片进入Burst Mode,间歇开关以降低损耗,但纹波较大。
  • 满载时:稳定工作在CCM模式 ,开关波形规整 ,纹波主要由电感和电容特性决定 。

理解这些特性有助于工程师在实际设计中优化PCB布局、选择合适的滤波元件,从而提高系统稳定性和效率。

如果大家对AH8650或其他电源芯片有更多问题,欢迎在评论区交流!

刘工 | 电子工程师自媒体
2024年X月X日

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本文标签:#AH8650芯片#开关波形分析#DCDC降压转换#负载特性(空载/满载)#电源设计优化#《示波器实测:AH8650 在空载#满载下的开关波形分析》#86100d示波器

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