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[参考译文] FAULT 引脚始终处于激活状态并消耗大量电流

admin
Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: TPA3221, LM340, LM393, MSP430F5529
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/851371/fault-pin-always-active-and-a-lot-of-current-consumption

器件型号：TPA3221
主题中讨论的其他器件： LM340、 LM393、 MSP430F5529

您好！

我正在开发便携式音频扬声器、我想使用 TPA3221、但目前我无法使其正常工作。

我设计了一个测试板，这就是我在测试中注意到的：

-连接扬声器时、输出没有声音、几乎没有噼啪声

-当复位为低电平时、otw_clip 和 FAULT 关闭(通过上拉电阻提供5V 电压)

-当我将 RESET 置于高电平状态时，FAULT LED 亮起

-电流消耗永远不会超过100mA

- 5V 内部 LDO 保持在大约4V 的电压、峰值达到4.5V、但绝不会达到5V。

我尝试使用外部电源(基本 LM340T5)为 VDD、AVDD 和 GVDD 供电、而不是使用内部 LDO、但没有任何变化。

因此、我决定更换 TPA3221 IC。 结果如下：

-输出无变化

-即使复位为低电平、故障 LED 也始终亮起

－电流消耗约为250mA (奇怪的是……)

这是我当前的原理图：

您认为我的电路板损坏了 TPA3221吗？

电感器为距 Bourns 1060-100m 的 SRN1060-100m。

C9、C21、C4、C12、C17和 C24与 EVM 板上的相同(PHE426HB7100JR06和 EUE-FC1H102)。

如果您愿意、我可以以 Altium 格式向您发送原理图和 PCB。

我还有一个关于 TPA3221背后的滤波器的问题。 C5、C6、C13、C14、R4和 R6构成的滤波器是什么？ 我只在数据表中看到它们、但没有人使用它。

提前感谢您的帮助，很抱歉我的英语:-)

此致、

巴斯蒂安中央应急基金

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Bastian、

    您能否确认您的启动顺序是否与 TPA3221数据表第9.4.1节中概述的启动顺序相同、方法是在您将复位从低电平更改为高电平之前查看 PVDD、GVDD、AVDD 和 VDD 是否稳定。

    也可以回答 您关于 C5、C6、C13、C14、R4和 R6的问题。 这些组成了 Zobel 网络、该网络主要依赖于扬声器、可补偿影响高频阻抗的扬声器电感。 在我们的 EVM 中、我们将其作为可选组件、因此设计人员可以确定它是否是其设计中的考虑因素。

    此致、

    Luis

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    非常感谢您的回答、我以前不知道 Zobel 网络。

    我制作了一个新的电路板、并稍微更改了原理图。 现在、我仅使用 LM340的5V 电源、而不使用两个齐纳二极管进行上拉和复位。 我已经移除了 Zobel 网络(使电路板尽可能简单)、并且使用了一个带有 LM393的基本 RC 来生成复位信号。

    这是原理图：

    该电路板的电流消耗仅为20-30mA (采用新的 TPA3221)、但我遇到的问题与以前相同。 故障 LED 始终亮起、有时 otw_clip 也会亮起。

    我已经执行了启动措施。 在每张图片中、PVDD 电压均为红色、另一个信号则为蓝色。

    VDD：

    GVDD：

    重置/：

    AVDD：

    与 VDD 相同。

    故障/：

    就像 FAULT 引脚试图升高但不能...

    IN1_P：

    OUT1_P (我的原理图上的 TP1) ：

    输出端没有扬声器。

    OUT1_M：

    与 OUT1_P 相同

    CMUTE/：

    它永远不会充电。

    另一件奇怪的事情(或不是？) 我已经注意到、增益/SLV 上的电压必须大约为1.9V (47k 和75K)、但我测量的是4.8V、我不知道在 TPA3221运行中这是否正常。

    我在数据表中看到过这一点：

    设备可能会在从模式下初始化？ OSC_IO 为开路状态、因此它可以解释它出现故障的原因。

    如果需要、我可以为您提供具有两个以上信道的更准确的测量值。

    但奇怪的是，当复位为低电平时，FAULT 引脚不会变为高电平，正如数据表中所说的那样：

    感谢您的帮助！

    此致、

    巴斯蒂安中央应急基金

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Bastian、

    4.8V 看起来不是正确的值、如果增益/SLV 看到您的器件可能处于从模式、您将在遇到故障时遇到此错误。 您能否进行完整性检查并测量您使用 R8/R4的电阻器、或者尝试为不同的增益设置使用不同的电阻器值、以查看您是否在该引脚上看到相同的行为。

    此致、

    Luis

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Luis、

    我尝试更改分压器、但 TPA3221在引脚上放置~4.8V、即使没有电阻器也是如此。 电路板干净整洁。

    奇怪的是、我测量的引脚和 VDD 之间的电阻为~70欧姆。 VDD 和增益/SLV 之间就像内部连接了一个70欧姆的电阻器。

    是否存在解释或 IC 损坏？

    此致、

    Bastian

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Bastian、

    如果您测量的是70欧姆、这表示您的电路板上的增益/SLV 和 VDD 之间存在短路。 您可能需要对电路板进行更多连续性测试、检查布局并检查电路板上的焊接情况。

    此致、

    Luis

  • 0
    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Luis、

    很抱歉、回答时间太长。 我已经做了很多测试、我的新焊剂似乎会在电路板上留下导电残留物。 它解释了为什么我有一些随机行为。 我已经构建了一个新的原型板、并使用异丙醇对其进行清洁。 增益/SLV 上的电压正确(~1.93V)。 对于这个新原型、我将使用我的新 MSP430 launchpad 板(非常酷的工具！)。

    所以、问题很简单。 当 RESET 引脚被拉至高电平时、FAULT 引脚始终变为低电平。 我注意到 CMUTE 电容器从未充电、因此我认为输出上没有任何电容器。 如何确保输出处于高阻态？

    这是一张原型图、可能会有所帮助。

    此原型与此原理图相对应：

    我尝试使用外部 LM340为 TPA3221供电、结果与使用内部 LDO 时相同。

    我不知道 CMUTE 不充电的原因，因此我不知道哪些措施对解决问题很有用。

    提前非常感谢！

    此致、

    Bastian

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    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Bastian、

    您的 PVDD 电压是多少、您的电源额定电流是多少。 我还注意到、在您的电路板中、输出级上的测试点位于您的输出迹线内。 这将导致问题。

    此致、

    Luis

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    您好、Luis、

    我使用实验室电源进行测试。 我使用的电压为24V、输出电流可超过3A。 我也尝试过22.2V/25C 的锂聚合物电池、但结果是相同的。 当复位为高电平时、电流为45mA；当它为低电平时、电流为25mA。

    您谈论的是哪些测试点？ 我尽力遵循数据表12.2-1中提供的布局示例。 您能查看光绘文件吗？ 我已经完成了3个原型、它们都有相同的问题、唯一的共同点是我已经与 TPA3221一起使用的 PCB。 您是否看到输出级布线有问题？

    Gerber 文件： e2e.ti.com/.../test_5F00_board.zip

    提前非常感谢！

    此致、

    Bastian

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    您好、Bastian、

    看了你们的 Gerber 后、似乎不是一个关注点、而只是基于很难分辨的图片。 我需要时间进一步调查您的问题。 感谢您的耐心等待。

    此致、

    Luis

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    您好、Luis、

    没问题！ 非常感谢你的帮助。 如果我注意到一些新的东西、我会告诉您。

    TPA3221是否具有内部3.3V LDO？ 否则，我不明白这是怎么可能的：

    如果它有上拉电阻器，它的值是什么？

    这很奇怪、因为当 RESET 为高电平时、我在 OTW_CLIP 上测量5V 电压(无上拉或下拉电阻)。

    再次非常感谢。

    此致、

    Bastian

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    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Bastian、

    有关上拉值和内部 LDO 的详细信息、请参阅数据表电气特性表中的 OTW/关断部分和数据表中的第9.3节。 只有一个5V 内部 LDO、而不是3.3V、这是一个错误。 正确上拉电阻的值为5V、数据表正在更新以更正此问题、其中数据表显示为3.3V 而不是5V。  

    此致、

    Luis

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    您好、Luis、

    幸运的是、MSP430F5529的上拉电阻已激活、并已形成一个具有 TPA3221 5V 上拉电阻的分压器。 因此、我注意到没有损坏。

    我已经对输出做了一些测量、这很奇怪。 当复位为低电平时、我测量所有输出和 GND 之间的~4V 电压。 如果我对 GND 短路、电压始终返回~4V。 当 RESET 为高电平时(红色复位，蓝色输出 x)会发生这种情况：

    OUT1_P：



    OUT1_M、OUT2_P、OUT2_M：

    只有 OUT1_P 具有不同的行为。

    我希望它能有所帮助。

    此致、

    Bastian

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    您好、Bastian、

    如果复位为低电平、则所有输出均设置为高阻态 在输出端测得的4V 表明其工作不好。

    在正常运行时、OUTx_P/M 引脚波形应为方波。 在图片中、非输出看起来是方波。  

    您能否检查 GVDD 和 OUTx 引脚的焊接情况？ 测量每个引脚上 ESD 二极管的正向压降将是一种很好的方法。 正常 VF 应为0.4~0.7V。

    谢谢！

    此致、

    Hao

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    您好 Hao、

    当我测量每个二极管的 VF 时、我注意到 BST 电容器有缺陷(这是我第一次看到有缺陷的陶瓷电容器、也许我做了错误的操作...)。 所以我已经更改了它，并且电路板的运行方式已经完全改变了！

    ESD 二极管的 VF 似乎是正确的(VDD、AVDD、GVDD 为0.3V、其他二极管为0.5V/0.7V)。

    这是电路板的新行为：通电时一切正常(OTW_CLIP 和 FAULT HIGH、电源电流~35mA)。 然后 RESET 变为高电平 、OTW_CLIP 变为低电平、但 IC 不加热(电源电流为~100mA)。 PWM 尝试启动(见图1)。 CMUTE 电容器已正确充电。 然后我切换 CMUTE、OTW_CLIP 变为高电平、PWM 启动(图2)。

    当 OTW_CLIP 为低电平时、输出上的偏移电压为~12V。 当 PWM 启动时、偏移为~1.3V、我可以在输出上播放一些低音频率失真很大的音乐。

    图 1 (蓝色：out1_P，红色：out1_M，刻度：1us/div)：

    图 2 (蓝色：out1_P，红色：out1_M，刻度：1us/div)：

    如果需要、我可以在其他范围内获得更准确的测量值。

    您是否知道为什么 PWM 永远不会第一次启动？ 导致失调电压的原因是什么？ BST 电容器可能必须更靠近 TPA3221？

    我希望我的解释清楚，我会用英语尽力！

    非常感谢您的帮助、这个论坛太棒了。

    此致、

    Bastian

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    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Bastian、

    您能不能尝试在 IN2_M 和 IN1_M 上添加1uF 电容接地、而不是直接短接地。

    此致、

    Luis

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    TI__Guru**** 2387060 points
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    您好、Luis、

    你是一个天才，它的工作很完美！！ 音乐质量还可以。 现在我可以开始设计测试板:-)

    我不知道为什么我以前没有使用这些电容器...

    非常感谢！！

    此致、

    Bastian