DCDC基礎(chǔ)(13)-- Buck電路的損耗有哪些?(記一次面試經(jīng)歷)
這個(gè)問(wèn)題呢在面試時(shí)候被問(wèn)過(guò)一次,所以有了今天的選題,希望大家以后如果被提問(wèn),都能從容面對(duì)。還記得去年視頻面試上海的一家外資公司,覺(jué)得外企穩(wěn)定,福利待遇方面都還行,于是就有了接下來(lái)的面試經(jīng)歷。面試總共分2輪(也可能會(huì)3輪),第一輪HR面,都是一些基礎(chǔ)問(wèn)題,為什么考慮新的機(jī)會(huì)(每家必問(wèn)),現(xiàn)有薪資以及跳槽漲幅,為什么換城市等等;第二輪技術(shù)面,兩個(gè)面試官看上去50歲左右,給人的感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)非常豐富,在公司內(nèi)應(yīng)該屬于專(zhuān)家級(jí)別了。面試開(kāi)始首先自我介紹了一下以前的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),順便也吹噓了一下擅長(zhǎng)什么;接下來(lái)就是提問(wèn)環(huán)節(jié)(可以自由發(fā)揮了),可能這家公司的產(chǎn)品DCDC用的比較多,正好我簡(jiǎn)歷里也介紹了這部分項(xiàng)目經(jīng)歷,所以問(wèn)題圍繞DCDC展開(kāi),先問(wèn)了一下Buck電路的原理,這個(gè)我早有準(zhǔn)備,沒(méi)有懸念輕松拿下,然后又問(wèn)我Buck電路的損耗,其實(shí)這個(gè)問(wèn)題我是沒(méi)有考慮過(guò)的,想了想Buck的效率通常在85%以上,我只知道導(dǎo)通時(shí)MOS管有個(gè)Rdson,阻值幾十毫歐,于是就說(shuō)了這個(gè),我自己都感覺(jué)太小,這才多大的損耗??!當(dāng)時(shí)就感覺(jué)要掛!可惜了我前面1個(gè)小時(shí)的努力,哈哈。果不其然,等了幾天沒(méi)有下文,可能也與我一直從事射頻工作有直接聯(lián)系,不過(guò)我也不可能去追問(wèn)HR,找工作本來(lái)就是雙向協(xié)商的,你給我offer,我還不一定去呢。
其實(shí)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,正常情況下80%的人不會(huì)去想DCDC的損耗在哪里,工程上項(xiàng)目時(shí)間緊,如果FAE推薦的電路不出問(wèn)題,基本就會(huì)PASS這部分,去查看其他風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),所以一些細(xì)節(jié)是考慮不到的。面試過(guò)后我也問(wèn)了我前同事,他做過(guò)一段時(shí)間的電源,和我想的一樣,平時(shí)主要關(guān)心電源的EMI指標(biāo)和效率問(wèn)題,損耗第一個(gè)是在MOS管選型時(shí)候用到,就是Rdson,第二個(gè)是電感電容選型的ESR損耗。
其實(shí)仔細(xì)思考下還是很容易得出正確答案的,之前為什么沒(méi)答出來(lái),我也總結(jié)了一下:面試的時(shí)候需要快速給出正確答案,這對(duì)候選人的考驗(yàn)相當(dāng)大,需要平時(shí)大量的案例積累,如果沒(méi)有這方面的知識(shí)儲(chǔ)備,面試過(guò)程節(jié)奏快、時(shí)間緊,相對(duì)企業(yè)而言候選人也比較弱勢(shì),心理壓力大無(wú)法正常思考的,所以答錯(cuò)很正常!
言歸正傳,Buck電路的損耗有哪些?
如下圖所示,非同步Buck電路由MOS管、電感、續(xù)流二極管以及芯片內(nèi)部邏輯電路組成。
理想情況下,我們?cè)诹碾娐吩硪约癊MI等問(wèn)題的時(shí)候,不會(huì)去考慮MOS管死區(qū)時(shí)間、開(kāi)關(guān)速度,電感交直流阻抗,電容ESR/ESL,二極管的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通損耗以及Buck芯片的耗電,但這就是損耗的主要來(lái)源,此處由于開(kāi)源電源的低頻特性忽略PCB板的寄生參數(shù)。
查閱資料發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有很多博主定量估算過(guò)DCDC所有的損耗,是一種工程近似的方法。不過(guò)像這種面試的場(chǎng)景,時(shí)間寶貴,只需要定性分析,共3種情況:
1.導(dǎo)通時(shí),損耗主要由MOS管Q、L和C產(chǎn)生,MOS管導(dǎo)通電阻Rdson與L、C的交直流阻抗(jwL+1/jwc+DCR)損耗之和。
2.截止時(shí),損耗主要由二極管D、L和C產(chǎn)生,二極管的壓降(ΔU*I)與L、C的交直流阻抗損耗之和。
3.開(kāi)關(guān)瞬間,如下圖所示,Ton時(shí)主要由MOS管開(kāi)通損耗與二極管的關(guān)斷損耗之和;Toff時(shí),主要是MOS管關(guān)斷損耗(波形與MOS管打開(kāi)時(shí)相反)。