電子工程師劉工通過示波器實測分析了AH8650同步降壓芯片在空載與滿載下的開關(guān)波形特性，空載時芯片進入Burst Mode ，開關(guān)間歇性動作導致低頻紋波；滿載時穩(wěn)定工作在500kHz CCM模式
，電感電流連續(xù)但需注意EMI噪聲，測試基于典型應(yīng)用電路 ，提出了優(yōu)化建議（如布局設(shè)計 、濾波配置）
，幫助工程師權(quán)衡效率與紋波性能，AH8650憑借高集成度和3a輸出能力 ，適用于消費電子及IoT設(shè)備，實測數(shù)據(jù)為其實際應(yīng)用提供了關(guān)鍵參考。

本文目錄導讀：

1. 1. 測試環(huán)境搭建
2. 開關(guān)波形分析">2. 空載狀態(tài)下的開關(guān)波形分析
3. 3. 滿載狀態(tài)下的開關(guān)波形分析
4. 4. 關(guān)鍵問題與優(yōu)化建議
5. 5. 總結(jié)

大家好
，我是劉工，一名專注于電源管理芯片和電路設(shè)計的電子工程師 ，我將通過示波器實測
，分析AH8650這款DC-DC降壓芯片在空載和滿載狀態(tài)下的開關(guān)波形表現(xiàn) 。

AH8650是一款廣泛應(yīng)用于消費電子
、IoT設(shè)備的高效同步降壓轉(zhuǎn)換器，支持最高28V輸入和3A輸出電流 ，其內(nèi)置MOSFET的設(shè)計使得外圍電路簡潔
，同時具備優(yōu)異的負載調(diào)整率和效率表現(xiàn)，但開關(guān)電源的穩(wěn)定性和噪聲特性很大程度上取決于其開關(guān)波形 ，因此本次實測將幫助工程師們更好地理解AH8650在不同負載條件下的工作狀態(tài)
。

測試環(huán)境搭建

1 測試設(shè)備

為了確保測量數(shù)據(jù)的準確性
，本次測試使用了以下儀器：

• 示波器：Keysight DSOX1102G（100MHz帶寬，1GSa/s采樣率）
• 探頭：高壓差分探頭（100MHz帶寬）
• 電源：可編程直流電源（0-30V/5a）
• 電子負載：IT8511（0-30V/10A）

2 測試電路

AH8650的典型應(yīng)用電路如圖1所示 ，本次測試基于官方推薦的設(shè)計參數(shù)：

• 輸入電壓：12V
• 輸出電壓：5V
• 電感：4.7μH（飽和電流>5A）
• 輸入/輸出電容：22μF陶瓷電容（低ESR）

圖1：AH8650測試電路

空載狀態(tài)下的開關(guān)波形分析

在空載（輸出電流≈0A）情況下 ，AH8650會進入輕載模式（PFM或Burst Mode），以減少開關(guān)損耗并提高效率。

1 開關(guān)節(jié)點（SW）波形

使用示波器觀察SW引腳波形
，可以發(fā)現(xiàn)：

• 開關(guān)頻率降低：由于負載極輕，芯片自動減少開關(guān)次數(shù) ，頻率從標稱的500kHz降至幾十kHz
  ，甚至更低 。
• 脈沖寬度極窄：導通時間（Ton）大幅縮短，僅維持極短時間以維持輸出電壓
  。
• 間歇性開關(guān)：芯片在Burst Mode下間歇工作 ，每隔一段時間才進行一次開關(guān)操作（如圖2）。

圖2：空載時的SW波形（Burst Mode）

2 輸出電壓紋波

由于間歇性開關(guān) ，空載時的輸出電壓紋波會呈現(xiàn)低頻振蕩特征：

• 峰峰值紋波：約20mV（主要來自Burst Mode的間歇供電）
• 低頻噪聲：頻率通常低于10kHz

這種紋波雖然較大
，但對于大多數(shù)低功耗設(shè)備（如MCU待機模式）影響較小 。

滿載狀態(tài)下的開關(guān)波形分析

在滿載（輸出電流=3A）情況下，AH8650進入連續(xù)導通模式（CCM） ，開關(guān)頻率穩(wěn)定在500kHz左右。

1 開關(guān)節(jié)點（SW）波形

• 穩(wěn)定PWM信號：SW引腳呈現(xiàn)標準的方波
  ，占空比約42%（12V輸入，5V輸出）
  。
• 上升/下降時間：由于內(nèi)置MOSFET的開關(guān)速度較快 ，上升時間≈30ns，下降時間≈25ns（如圖3）。

圖3：滿載時的SW波形（CCM模式）

2 輸出電壓紋波

• 峰峰值紋波：約50mV（主要由電感的電流紋波和輸出電容的ESR決定）
• 高頻開關(guān)噪聲：500kHz及其諧波成分較為明顯

3 電感電流波形

通過電流探頭測量電感電流 ，可觀察到：

• 連續(xù)三角波：符合CCM模式的特征
  ，電流始終大于零 。
• 紋波電流：約1.2A（峰峰值），符合理論計算值（ΔIL = (Vin-Vout) × D / (L × fsw)）
  。

關(guān)鍵問題與優(yōu)化建議

1 開關(guān)噪聲抑制

AH8650在高頻開關(guān)時會產(chǎn)生EMI噪聲 ，建議：

• 優(yōu)化PCB布局：縮短SW走線
  ，減少寄生電感。
• 增加RC緩沖電路：在SW到地之間串聯(lián)10Ω+100pF，可減緩開關(guān)邊沿 ，降低振鈴 。

2 輕載效率提升

若應(yīng)用場景以低功耗為主
，可考慮：

• 調(diào)整FB分壓電阻：適當降低輸出電壓，減少空載損耗
  。
• 選擇更低Qg的MOSFET（若外置）：減少開關(guān)損耗。

3 輸出紋波優(yōu)化

若對紋波敏感（如ADC供電） ，可采?。?

• 增加LC濾波：在輸出端增加一級LC（如1μH+10μF） 。
• 使用低ESR電容：如聚合物電容或低ESR陶瓷電容
  。

本次實測分析了AH8650在空載和滿載下的開關(guān)波形特性：

• 空載時：芯片進入Burst Mode
  ，間歇開關(guān)以降低損耗，但紋波較大。
• 滿載時：穩(wěn)定工作在CCM模式 ，開關(guān)波形規(guī)整，紋波主要由電感和電容特性決定 。

理解這些特性有助于工程師在實際設(shè)計中優(yōu)化PCB布局
、選擇合適的濾波元件
，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和效率
。

如果大家對AH8650或其他電源芯片有更多問題，歡迎在評論區(qū)交流！

劉工 | 電子工程師自媒體
2024年X月X日

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