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[参考译文] TPS61022:负载瞬态期间的输出压降

Guru**** 2441740 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61022

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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1499448/tps61022-output-voltage-drop-during-load-transient

器件型号:TPS61022

工具/软件:

我的电路包含两个内联的 TPS61022。 第一个 TPS61022将1.8V-2.8V 从锂电池转换为 MCU 用3.3V、而第二个 TPS61022将3.3V 升压至5V 以为 LTE 模块供电。 5V 输出的 EN 引脚由 MCU 控制、以 允许 LTE 模块的电源关闭。 电池通过100mm 长的24AWG 导线供电。

当我的器件准备好发送数据时、MCU 会将5V 电源的 EN 引脚拉高以打开 LTE 模块。 当模块启动时、会产生负载尖峰、第一个 TPS61022的输出电压降至2.4V 以下、从而导致复位。 我可以确认这是发生故障的元件、因为如果将3.3V 电压直接施加到外部电源的输出、电路行为正常(当 LTE 模块上电时、具有5V 输出功能的第二个 TPS61022就可以正常工作)。

我将该电路设计为允许高达2A 的输出电流、因为 MCU 在活动状态下仅消耗大约50mA 的电流、而 LTE 模块不超过500 mA。 两个 TPS61022都有2个 22uF 输出电容器和10 μ F 输入电容器。

我尝试按照数据表中的建议添加额外的大容量输入电容来解决该问题、但这样做行不通。 我在电池和10uF 输入电容器之间添加了一个6800uF 电解电容器、但这不足以防止由负载瞬态引起的 MCU 复位。 但是、当我将同一电容器移至3.3V 输出时、我能够在这些负载尖峰期间获得稳定的3.3V 电压、从而防止复位。

两个 TPS61022是否内联会导致电路不稳定? 我可以 让它们单独由电池电压输入供电、但我担心这会更糟、因为 LTE 模块电源需要将电压提高约2倍。 我想找到一种能够尽可能避免使用大型电解输出电容的解决方案。

  • 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、Tom、

    我明天会检查并回复您。

    此致

    Lei

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    您好、Tom、

    Unknown 说:
    当模块启动时、会产生负载尖峰、第一个 TPS61022的输出电压降至2.4V 以下、导致复位

    当 LTE 模块启动时、尖峰的幅度和持续时间是多少?

    当第一个 TPS61022的3.3V 输出降至2.4V 以下时、最小电压为多少? 例如、它是否会降至零?

    以下是我对可能的原因的评论:

    • 当 LTE 模块发生负载尖峰时、瞬态负载电流大于第一个 TPS6022的最大 Iout、因此 Vout 下降;
    • 当 LTE 模块发生负载尖峰时、瞬态负载电流很大、电池和第一个 TPS61022 VIN 之间的压降也很大、实际 VIN 可能低于 UVLO。 第一个 TPS61022关闭、Vout 下降。

    我认为最有效的方法是在第二个 TPS61022的输出端添加大 Cout (5V Vout)。  6800μF 过大、可能会导致不稳定。 请尝试使用一个1000μF 电容器、并在第二个 TPS61022中添加一个前馈电容器、以在2kHz 左右产生前馈零点。

    此致

    Lei

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    嗨、Lei、

    遗憾的是、我没有任何以任何精度测量尖峰幅度和持续时间的设备、但它不到一秒。 出现尖峰后、当调制解调器搜索网络时、电流稳定回大约300 -400 mA。 我认为该尖峰是由 LTE 模块内置电容引起的浪涌电流引起的、因此 向模块输入端添加一个额外的1000 μF 电容器 不会改善问题。 我能够使其正常运行的唯一方法是向3.3V 输出添加大电容、因为它始终启用、这与 LTE 模块的5V 升压不同、该模块由 MCU 打开和关闭。 1000 μF 在这里是不够的、3000 μF 有时工作、但偶尔失败、  6800 μF 每次都能可靠地工作。

    如果我在新设计中添加前馈电容器、但找不到具有准确值的电容器、零点频率的容差是多少? 我可以在多大程度上高于/低于2kHz 并且仍能实现所需效果?

    谢谢

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    您好、Tom、

    感谢您的信息。

    采用 6800μF 的 TPS61022不是通常的工作条件、因此需要对合适的前馈电容器进行逐例分析。

    在这种特殊工作条件下、我认为前馈零点应低于2kHz、例如1kHz、甚至500Hz。 请尝试几次不同的前馈来检查3.3V Vout 是否过时。 谢谢你。

    此致

    Lei