Boost已经关机了,输出为什么还不是0V?
Boost已经关机了,输出为什么还不是0V?
有个问题在电池类产品里非常常见。
Boost正常工作时3.7V升到12V,EN一拉低,开关确实停了。可万用表一量输出,VOUT不是0V,反而还剩3V多。
第一反应往往是:芯片没关干净?EN漏电?
其实很多时候芯片已经完全停止开关了。问题不在控制逻辑,而在Boost这个拓扑本身。
看最基础的Boost:VIN先经过电感,再到SW节点,最后通过整流二极管到输出。
芯片关机以后,MOSFET不再切换,但VIN→电感→二极管→VOUT这条路径并没有凭空消失。
所以只要输出端负载比较轻,VOUT就可能被输入端“托”在接近VIN减一个二极管压降的位置。
同步Boost也一样要小心。虽然二极管换成了MOSFET,但其Body Diode或者内部结构仍可能提供输入到输出的通路,具体要看芯片的数据手册。
图1:传统Boost中,VIN经电感和整流二极管天然存在通向VOUT的路径。
数据手册里经常会写Shutdown Current只有几百nA、几µA。
这个指标描述的是芯片自己从VIN消耗多少静态电流,不等于VOUT一定被切成0V。
对很多便携产品来说,这个差别非常关键。后级电路如果挂在Boost输出上,哪怕Boost停止开关,只要输出还剩一个接近电池电压的电压,后级就可能处于半上电状态。
MCU、传感器、射频芯片在这种“电压不够正常工作、又没有完全掉电”的状态下,反而最容易出现漏电、反灌和异常启动。
图2:带Output Disconnect的Boost通过额外开关,在关机时真正隔离输入与输出。
带True Shutdown或Output Disconnect的Boost,通常会在输入和输出之间增加一个真正能断开的开关。
Analog Devices给出的同步Boost结构示意里,就专门加入了一个额外开关,用来在Shutdown时把输出与输入隔离。
这样EN拉低以后,不只是停止PWM,而是把VIN→VOUT这条直流路径也切断。
有些芯片把这个功能集成在内部,有些则需要外部PMOS、Load Switch或者背靠背MOSFET来实现。
第一类是电池产品。你希望系统关机以后真正进入超低功耗,但Boost残余电压还在给后级喂电。
第二类是多电源系统。Boost关了,但另一路电源从输出端反向给它送电,可能出现Reverse Current。
第三类是LED、马达、继电器等负载。你认为关机了,输出端却仍然有电压,产品行为会和软件逻辑完全对不上。
第四类是需要严格Power Sequencing的FPGA、SoC。某一路本来应该先掉电,结果因为Boost没有真正断开,掉电顺序直接被破坏。
图3:Boost停止开关后,VOUT仍可能按自身放电和输入耦合路径缓慢下降,而不是瞬间归零。
先把EN拉低,确认SW节点已经不再切换。
然后量VIN和VOUT。如果VOUT最后停在接近VIN或VIN减一个结压降的位置,这个现象非常像拓扑直通,而不是芯片仍在升压。
再给输出端加一个已知负载,观察VOUT怎么掉。如果电压最终仍被VIN托住,就去查数据手册里的Shutdown Mode、Output Disconnect、Reverse Blocking、True Shutdown几个关键词。
如果器件本身没有这项能力,而系统又必须真正断电,就需要外加断开器件。
判断Boost关没关,不能只看SW还跳不跳;还要看VIN和VOUT之间是不是已经真正断开。
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