[参考译文] TPA3255EVM：TPA3255 空闲功耗异常

尊敬的 Hossein：

让我明天在实验中查看这一点、并提供进一步的反馈。

此致、

Sebastian  

尊敬的 Sebastian：

谢谢。 期待您的分析。

尊敬的 Hossein：

对我们有多名团队成员 OOO 的延误表示歉意。 我会确保明天查看。

此致、

Sebastian

尊敬的 Sebastian：

谢谢你。

尊敬的 Hossein：

今天我无法自行取下 LC 滤波器、但我提出了焊接请求、将在我取回后进行测试。

此致、

Sebastian

尊敬的 Sebastian：

感谢您的更新。  准备好分析后、希望看到您的分析结果。

尊敬的 Hossein：

在使用和不使用滤波器的情况下测量的电流消耗相同。 它与组装滤波器后报告的电流消耗相匹配。

您是否有负载连接到 EVM 的输出端？

此致、

Sebastian  

尊敬的 Sebastian：

谢谢您的提问。 实际上、无负载连接到 EVM 的输出；只有并联 H 桥连接到两个 LC 滤波器。

我们还进行了另一个实验、从滤波器断开了一组 H 桥输出。 我们观察到电流消耗增加了。 此外、当我们从另一组输出中完全移除滤波器时、电流消耗会进一步增加。 这清楚地表明电表的功耗正在增加。 我们怀疑电感器可能会在电流的“回收“方面发挥作用。 但是、我在 Simulink 中进行的仿真表明、移除 LC 滤波器应该会使电流显著降低。

我们还在不同的温度下进行了其他实验,如下所示:

室温（也将其冷却至 0°C，几乎没有变化）：
20V 0.058A （1.16 瓦）
30V 0.047A （1.41 瓦）
40V 0.060A（2.4 瓦）
50V 0.090A（4.75 瓦）
53V 0.124A（6.572 瓦）

加热至 62°C：
20V 0.063A （1.26 瓦）
30V 0.05A （1.5 瓦）
40V 0.073A（2.92 瓦）
50V .120A（6.0 瓦）
53V 0.176A（9.33 瓦）

加热至 75°C：
20V 0.064A （1.28 瓦）
30V 0.057A （1.71 瓦）
40V 0.079A（3.16 瓦）
50V 0.133A（6.65 瓦）
53V .185A（9.8 瓦）

室温、但开关频率为 500kHz（与 600kHz 没有显著差异）：
20V 0.052A （1.04 瓦）
30V 0.048A （1.44 瓦）
40V 0.058A（2.32 瓦）
50V 0.086A（4.3 瓦）
53V .119A（6.3 瓦）

室温、运行频率为 600kHz、但未安装 7uH/1uF 滤波器：
20V 0.078A （1.56 瓦）
30V 0.079A （2.37 瓦）
40V 0.091A（3.64 瓦）
50V 0.146A（7.3 瓦）
53V .203A（10.15 瓦）

此致、
Hossein

尊敬的 Hossein：

我应该已经澄清了一点、但我假设您是在根据您的电流消耗值下拉复位开关的情况下进行这些测量。

如果器件正在切换、电流消耗可能会增加。 开关瞬变会导致电流 尖峰、从而导致电源的电流消耗增加。  

此致、

Sebastian

尊敬的 Sebastian：

是的、器件正在进行开关、仿真会确认电流尖峰。 但是、移除 LC 滤波器后、功耗仍会降低近 30%。 遗憾的是、TPA3255 仅提供 85m Ω 的漏源电阻。 因此、我别无选择、只能通过试错来选择输出电容、以便 LC 滤波器的空闲功耗与实验测量保持一致。  

如果您查看以下结果并帮助我找出仿真和实验之间的差异、我将不胜感激。 以下是 MOSFET 的模型参数：



此外、以下是存在 LC 滤波器时的仿真波形 (Vsupply = 53V)：



以下是移除 LC 滤波器 (Vsupply = 53V) 时的波形：



谢谢你

尊敬的 Hossein：

在您的应用中、何时在未连接负载的情况下运行？  

此致、

Sebastian

尊敬的 Sebastian：

我来解释一下背景。 我们具有一个高性能控制系统、能够跟踪自定义波形、例如正弦波形、三角波形和方波形。 在此系统中、我们使用 AB 类放大器、并且我们有一个通过监控电源电流来精确测量负载功耗的估算器。 由于在各种条件下对放大器的内部功耗进行了建模、因此该估算非常精确。

我们的目标是扩展系统的功能、以便也能与 D 类放大器配合使用。 为了在我们的产品上保持一致性、我们需要一个在所有工作条件下均有效的放大器功耗精确模型。 这就引出了这样一个问题：移除滤波器后 TPA3255 的功耗为什么会增加。 我们应该在模型中纳入哪些内容来考虑这种行为？

谢谢、
Hossein

尊敬的 Hossein：

 放大器输出端的 FET 可能与您使用的 FET 具有许多不同的特性 、在实际情况下、PVDD 电流测量将受到热性能等因素的影响。 我建议关闭 PVDD 电流测量的测试数据、而不是对 SPICE 模型进行微调以通过测量获得这些值。  

此致、

Sebastian

尊敬的 Sebastian：

谢谢。 我将重点关注这一点、但我还想强调电流会随着电压或温度的升高而显著增加。 数据表显示了据称在 75°C 处测量的值、但这些值远低于我们在实验中观察到的值。 您是否知道为什么存在此差异？

谢谢、

Hossein

尊敬的 Hossein：

您是指 VDD、GVDD 和 VPDD 电源电流典型值吗？  

...

如果是、电源上的电流测量值是总功耗、包括负载的电流消耗。  这些典型电流值不包括负载的电流消耗。

求和 RC 滤波器中的功率耗散可以忽略不计、这是通用公式  Pdensif= Vsupply - Pout。

Pout 可以从电源测量中获取、Pout 可以根据输出负载和 PVDD 电压 (P=V^2/R) 计算。 然后使用效率图测量实际输出功率 (Pout/n)。 这将是所有电源的功耗。  

此致、

Sebastian  

尊敬的 Sebastian：

感谢您的澄清。 我的所有测量都是在电源上完成的。 如前所述、所有测量都是在空载条件下进行的。 例如、当 75°C 且 VPDD=53V 时、I 测得的总功耗约为 9.8 瓦 。 （有关其他测量，请参阅我们之前的对话）

根据 TPA3255 数据表（第 9 页）、器件本身应耗散约 2.5 瓦 在该温度下 (VPDD=53V)。 我还根据其原理图估算了 TPA3255EVM 的额外功耗：

• LM5010：~1.1W

• LM2940：~1.14W

• NE5532：~0.4 W

• LED：~0.1 W

• 其他小损耗

这使预期的总电容大约达到了 5.3 瓦 。 因此、仍然大约有 4.5 瓦 未考虑额外功率损耗。

我的问题是： 什么能够解释空载条件下这种额外的功率耗散？
是否有可能导致这种差异的已知因素或机制（例如死区时间行为，低负载下的开关损耗，栅极驱动损耗，PCB 布局效应等）？

此致、
Hossein

尊敬的 Hossein：

根据数据表、器件本身应耗散 2.5W 的功率 4 Ω 负载 互联。 在未连接负载的情况下、没有字符数据。  

造成该差异的因素有很多、例如开关瞬态、空载运行时效率低、PCB 布局效果等。  

不清楚您何时在未连接负载的情况下操作？ 如果您必须在无负载的情况下运行、是否可以在此期间关闭放大器以节省电力？  

此致、

Sebastian  

尊敬的 Sebastian：

很抱歉我的回复出现延误。 我需要根据您的意见进行一些测试。 请观看此处的视频：   

https://youtu.be/lSbJws8u5Hw

希望您对此有所想法。

谢谢