直流電壓波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生紋波現(xiàn)象，疊加在直流上的分量稱(chēng)為紋波，在我們平常的應(yīng)用中DCDC輸出電源紋波過(guò)大對(duì)于正常工作的芯片可能會(huì)造成影響，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致CPU掛機(jī)，如：板載DDR顆粒的VDD紋波過(guò)大可能會(huì)使得CPU對(duì)于DDR的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)出錯(cuò)，CPU訪(fǎng)問(wèn)到非法地址空間造成芯片的掛機(jī)。
電源輸出交流紋波可以視為是直流輸出疊加一個(gè)交流成份；從圖中可以看出，紋波中包括了兩個(gè)交流成份：一個(gè)DCDC輸出的紋波信號(hào)與一個(gè)高頻噪聲的疊加。
在龍芯3A3000手冊(cè)中對(duì)于芯片的電源紋波有明顯的規(guī)定。
因此對(duì)于DCDC輸出電壓的紋波抑制顯得尤為重要。根據(jù)BUCK電路輸出紋波計(jì)算公式：
增大輸出電容容量也就是增大了電源系統(tǒng)所存儲(chǔ)的能量，當(dāng)CPU在加載過(guò)程中需要大電流提供時(shí)，電源平面上較大的電容即可為CPU提供瞬時(shí)所需的能量，使得電壓波動(dòng)不大。但是電容的選擇也是很重要的，對(duì)于小電流電源平面（負(fù)載電流3A這種）可能增加些許陶瓷電容即可達(dá)到較好的需求，但是對(duì)于大電流電源平面（負(fù)載電流上百A這種），所增加的電容容量就會(huì)變得很大，此時(shí)ESR就變成了考慮對(duì)象。通常CPU的核心電源都是低壓大電流的，一般選擇大容量低ESR的高分子鋁電解電容，而不選擇鋁液體電解電容。
鋁液體電解電容不同規(guī)格ESR如下：
高分子鋁電解電容不同規(guī)格EESR如下：基本上為mΩ級(jí)
提高高頻紋波頻率，有利于抑制輸出高頻紋波，但是過(guò)大的開(kāi)關(guān)頻率容易造成EMI輻射超標(biāo)，因此開(kāi)關(guān)頻率最好還是選擇一個(gè)合適的值。
根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的公式，電感內(nèi)電流波動(dòng)大小和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值可以減小輸出電源的紋波。
因?yàn)殡娫吹姆答仈嗉尤肓饲梆侂娙荩耘c反饋電阻形成新的零點(diǎn)和極點(diǎn)，雖然Cff在其零點(diǎn)頻率之后引入了增益提升，此處涉及較深的控制理論，此處不再展開(kāi)敘述。輸出的高頻信號(hào)可快速地通過(guò)電容到達(dá)芯片的FB管腳，是的電源芯片快速響應(yīng)后級(jí)負(fù)載的變化。
COT架構(gòu)跟傳統(tǒng)的固定頻率控制方式相比具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在低占空比應(yīng)用時(shí)這種優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯。當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，輸出電壓下降，當(dāng)?shù)陀趨⒖茧妷簳r(shí)會(huì)立即打開(kāi)高側(cè)開(kāi)關(guān)，而不像固定頻率控制中必須接收外部時(shí)鐘信號(hào)的觸發(fā)才開(kāi)啟高側(cè)開(kāi)關(guān)，在TON階段電感電流上升，如果反饋電壓仍低于參考電壓，會(huì)在一個(gè)最小關(guān)斷時(shí)間后再次啟動(dòng)新的TON，高則開(kāi)關(guān)會(huì)重復(fù)這種連續(xù)開(kāi)啟直到輸出電壓和電感電流都達(dá)到預(yù)期值，這也是COT快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的來(lái)源，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)頻率來(lái)影響占空比并達(dá)到穩(wěn)定輸出的效果。例如：MPS公司的芯片MPQ8633A、MPQ8633B等
DCDC輸出紋波大小是電源平面系統(tǒng)性的問(wèn)題，在絕大多數(shù)情況下通過(guò)以上措施理論上可以減小輸出的紋波，但是也要注意PCB的布局與布線(xiàn)，比如：功率環(huán)路盡量小，反饋?zhàn)呔€(xiàn)盡量短且遠(yuǎn)離其他干擾信號(hào)線(xiàn)等。
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，提升資源利用率，更多串口服務(wù)器、數(shù)傳電臺(tái)、lora無(wú)線(xiàn)模塊等產(chǎn)品更多資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)和企業(yè)公眾號(hào)（微信號(hào)：cdebyte）進(jìn)行了解，也可以直接撥打400電話(huà)咨詢(xún)技術(shù)專(zhuān)員！
相關(guān)閱讀：
1、電源模塊選型指南
