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[参考译文] TPS54678:负载瞬态导致大纹波

Guru**** 1789940 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54678, DS560DF810, TINA-TI
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/interface-group/interface/f/interface-forum/1421993/tps54678-load-transient-leads-to-large-ripple

器件型号:TPS54678
《主题: DS560DF810TINA-TI》中讨论的其他器件

工具与软件:

您好!

我有一块带有  TPS54678的电路板、可为 DS560DF810供电。  每次在 DS560DF810器件上执行软复位时、我都会观察 TPS54678的输出开始振荡、并且电源正常引脚状态切换。  DS560DF810的软复位会产生一个负载阶跃、其中电流从~2.5A 降至~0.5A、因此阶跃约为-2A。

我不确定这些示波器捕获中显示的纹波幅度是否准确、没有使用尖头/桶法进行探测。  不过、我认为这显示电源正常输出与超过 Vout 阈值相关。

导致此行为的初始瞬态:

  • 通道1:Vout、交流耦合
  • 通道2:电源正常、直流耦合

负载阶跃后 Vout 的"稳态"行为:

  • 通道1:Vout、交流耦合
  • 通道2:电源正常、直流耦合

您能帮助就如何解决此问题提供建议吗?  这可能是由于补偿网络或缺少 Cout 造成的吗?

我也曾对此进行过仿真、但在提到电源正常状态以及如何处理负载阶跃时、我看到 TINA-TI 和 pspice 之间的仿真结果存在冲突。  如果您对仿真存在的差异有什么想法、敬请告知。  两个仿真都没有显示在电路板上观察到这种"振荡"行为。

TINA-TI

PSpice

谢谢!

Drew

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    您好、Drew:

    感谢您提供详细的问题报告。 2A 压降不应导致此器件出现任何问题。 PSpice 原理图是否与所用的 HW 相同?
    我将查看此案例、并在本周晚些时候给您回复。

    此致、Werner

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    尊敬的 Werner:

    感谢您的参与。  我将通过电子邮件向您发送完整的原理图(尚未公开)、但 PSpice 原理图与硬件类似。  当然、PSpice 使用电阻负载。  我想知道 DS560DF810的非线性负载行为是否会导致这个问题。

    谢谢!

    Drew

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    您好、Drew:

    感谢您提供原理图。

    我觉得输入和输出电容都很低、如果将它与数据表中的示例进行比较的话。 您是如何计算这些的? 是否可以尝试向两侧添加更多电容?

    此外、您是否计算补偿网络?

    您的 VSNS 线路似乎遗漏了一个电容器、即数据表中的 C15。

    请检查补偿、在我看来、此设置不稳定、是观察到行为的原因。

    此致、Werner

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    尊敬的 Werner:

    感谢您查看我们的原理图。  我没有设计此直流/直流转换器、因此很遗憾、我没有输入/输出电容计算和补偿网络的详细信息。

    对我所示电路板的额外研究表明、出于某种原因、未在 Vout 上安装100uF 电容器。  这与原理图/BOM 不一致、这让我感到奇怪。

    我已经观察到、通过添加100 μ F 电容器、PWRGD 在该负载阶跃期间仍会在短时间内下降、但输出现在恢复。

    添加100uF 电容器后的负负载阶跃响应:

    • 通道1:Vout、交流耦合
    • 通道2:电源正常、直流耦合

    在我这边、我认为这个问题已经解决了。  如果出现问题、我可以重新打开该主题帖。  感谢您的帮助!

    谢谢!

    Drew

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    感谢您报告您的发现。

    即使是100uF 的电容、总 Cout 仍然非常低。 数据表中的示例使用5*47uF=235uF。

    进一步增加输出电容并修复 Vsense 网络会进一步增加工作电压。 电源正常状态指示功能应在整个瞬态期间正常。 为了实现稳定运行、可能还需要更多的 Cin。

    此致、Werner

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    尊敬的 Werner:

    感谢您的反馈。  我们将继续对此进行研究。

    在数据表示例中、他们计算出的 Cout 为73uF (公式20)、但随后将该值~3x 增加到235uF。  使用同样的公式、使用0.8uH 而不是1.2uH 的电感器、我计算出的 Cout 为48uF。  因此、根据等式20、我们将得到~2倍的最小 Cout。  你认为这已经足够了吗?  除了数据表计算之外、是否存在典型的定标器来指示增加了多少电容?

    就我而言、我还将尝试200uF (等待某些器件等待)、以了解这对转换器行为的影响。  我还观察到、C48的布局似乎并不是最佳的。  只有一条小迹线将 R58连接到 C48、该器件需要在接近4A p-p 纹波电流时传导。  我打算尝试调整电容器位置、似乎这种布局功能的影响。

    关于反馈网络、您能否具体评论 C15将如何影响负载阶跃行为?

    谢谢!

    Drew

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    您好、Drew:

    计算出的电容是针对理想电容器的。 您需要添加比实际电容器更多的电容、因为会发生直流偏置、温度、老化等降级 具体数字取决于具体电容器、但如果您有布板空间、选择2倍或3倍并不少见。 改进布局也会有所帮助、请查看数据表的第10章。

    8.22.4.

    因老化、温度及直流偏置而产生的附加电容降额应纳入考量范围、输出电容的值会随着时间的增加而增加
    在公式20中计算得出的最小值。 在本示例中、五个具有3 mΩ 的47-μF 10V X5R 陶瓷电容器
    电容器。 降额后的估计电容为5 × 47 μF× 0.9 = 211.5 μF。

    此致、Werner