MPQ4321 负压电路

Hi ,
我用MPQ4321将5V转换成-17V的。发现300mA 的负载带不动,150mA是正常的。下图为测试波形。请帮忙分析下原因。

Best wishes
ZhiY

附上电路图和brd。(我们会通过FB调节输出为-17V)

您好,5V转-17V 300mA可能已经超过芯片的电流限了,您可以看下负载电流最大能支持多少mA? 如果抬高输入电压可以增加带载能力,就是触碰到最大电流限了,需要更换更大输出能力的芯片,比如MPQ4322

Hi Fay,
实测确实提高输入电压,如5V 转-23V,带载能力会 降低。可是芯片给的是输出1A ,理论上300mA是不是不该出现保护。

buck改buck-boost之后,电流能力是要打折扣的,大概会变为原来的Vin/(Vin+|Vo|),您这个应用下也就是1A*5/(5+17)≈227mA

Hi Baily,
我用同封装的3A输出能力的MPQ4323贴到我的电路上,发现带载情况和MPQ4321基本一致。-17V 能带300mA以内,-26V 能带200mA以内。

电感有换电流更大的吗

电感用的耐流1.2A 的饱和电流,当前还没有换电感

需要换一颗电流能力更大的电感

是的,我换成3A 芯片+3A 电感,17V 能输出620mA,为啥不是输出电流不是三倍关系,这个有啥可能原因吗?

您测的620mA是极限能力。1A的芯片极限能力是在1A以上的,同样3A的能力也在3A以上(以正常buck来说),极限电流能力不是3倍关系。同时这个参数是有一定分布区间的,您换个同样的芯片,可能最大输出电流能力就不是620mA了

我们最近根据这个电路贴了一批PCBA,用的MPQ4321 ,发现在使用的过程中有概率电压芯片损坏,损坏的现象为芯片的VCC只有1.4V左右。之后我们换成MPQ4323仍出现相同失效。我们正常工作下负载电流约5mA以内,认为没有风险,其中上电过程电流较大(如下图所示),但远没超过MPQ4323 的额定输出电流,想问下可能是什么问题?

您好,您的电路本质上为Buck拓扑变换至负压Buck-Boost电路,其中芯片地和输出的负压相连作控制环路参考地。由于在Buck-Boost电路中,开关管和续流管的电流都是非连续的,原理图中Gnd为电流交换路径作功率地,需要保证其与输入电容、功率电感、输出电容构成的环路面积尽量小,减少阶跃电流在线路寄生电感上产生的尖峰电压。通常Layout导致的电压尖峰是IC损坏主要原因,下图列出了Layout几个问题点:
1,FB上分压电阻和前馈电容没有靠近IC,高阻抗的FB路径过长并靠近功率路径易被干扰,可能导致控制异常
2、3,MPQ4321输入为对称布局,需要在输入两侧均有0.1uF和10uF的电容
4,GND没有过孔连接到完整的平面,这个是导致环路面积变大的主要原因

  1. 前馈电容这里确实没有贴着芯片放,但是FB 走线是走的第3层,第2层是一个完整的电路GND ,感觉上影响应该比较小;
  2. 3电容的分布确实是个问题
  3. 上次的截图没有显示过孔图层,第二层是完整的GND ,电源层有很多过孔到GND的,我有一个疑问是这颗芯片的PGND 是负压,难道是指的在第二层铺一层负压铜吗

您好

  1. 可能,但不清楚板上其他走线分布,建议贴近芯片放
  2. 需要探头关闭带宽限制并采用最小环路(探头接地环)方式测试VIN和SW波形,帮助判断电压应力
  3. 不用把芯片PGND、AGND那个VOUT负压单独拉一层,但是作为芯片参考,其电位一致性对控制环路有影响。GND过孔数量偏少,不合理的输入电容的分布进一步加剧了这个问题。同时,Buck-Boost输出电容也是需要靠着芯片放的
  1. 好的,这几个建议我们在之后的改板优化,
  2. 请问测量Vin 和SW 的波形来评估电应力,测试的是相对电路GND 的波形,还是相对芯片PGND(负压)的波形。
  3. 请问这里的输入电容我是应该参考电路GND ,还是电源的PGND (放负压放置

您好,
2. 对于MPQ4321芯片本身来说,测试的是相对芯片PGND的波形
3. 参见下图负压Buck-Boost拓扑图,每个蓝色框内线路面积都需要短而宽,输入电容是相对板GND的