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[参考译文] TPS54A20:串联电容器在 TPS54A20中的影响及其相关时序分析

Guru**** 2321250 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54A20
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/1522521/tps54a20-impact-of-series-capacitor-in-tps54a20-and-its-related-timing-analysis

部件号:TPS54A20

工具/软件:

尊敬的 TI 专家:

我想问几个问题、

请查看我的以下问题、

  1. 在负载瞬态期间、TPS54A20中串联电容器的电容值是否会影响电路?

  2. 串联电容器的尺寸是否会影响其自身的电压纹波、电容器上的纹波尺寸是否会对电路产生重大影响?

  3. 串联电容器的大小与预充电时间成正比。 通常、应如何设置预充电时间以使电路正常工作?

  4. 预充电时间过长或过短会对电路产生什么影响?

  5. 预充电和电路操作的时序是什么?
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    尊敬的 J:

    为了简单起见、串联电容器也被称为 SCAP、以帮助在两个相位上进行能量传输。  

    1)是的,因为它作为存储能量的输出。  较大的 SCAP 意味着更多的能量来帮助应对突发瞬变、较小的 SCAP 意味着在负载瞬变期间对稳定输出的帮助较少。    

    2)是的,由于相位之间的能量变化,SCAP 的值会影响其自身的纹波。 它不直接显示输出纹波、但其作用类似于具有不同的电容值、即 SCAP 两端的平均电压将 根据存在的纹波量  而变化、从而影响器件开关。 我们建议对 SCAP 使用低 ESR 来缓解纹波问题。

    3)更大的 SCAP 意味着更长的充电时间。 器件将需要根据 VIN 为 SCAP 充电、一旦 SCAP 达到 VIN 的一半、它将开始软启动。  该器件具有阈值、可在电压监控器读取的电压超出 VIN 触发关断的35%和65%时触发故障、直至值恢复到阈值范围内。 如果您处于这些 参数范围内、除非触发其他条件、否则器件很可能正常运行。

    4)我认为短预充电时间不会是问题、因为器件会等待进行软启动、直到 SCAP 充电1/2Vin。 现在、如果预充电时间过长、则会延迟启动、如果您可以、这不是问题。  如果 SCAP 过大、真正的问题将是处于稳定状态、 它可能会降低系统速度、尤其是在瞬态时。

    5) Vin 斜升、一旦高于 UVLO、EN 引脚就会上升、SCAP 预充电至1/2 VIN、然后开始软启动、 VOUT 斜升、PGOOD 变为高电平。

    SCAP 预充电导致的延迟可参见 DS 的公式1:

    此致、

    Eileen

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    尊敬的 Eileen:

     感谢您的解释。 我有几个后续问题:

    1. 我尝试使用 SIMPLIS 等仿真软件来仿真更改 SCAP 大小对电路瞬态响应的影响。 不过、我发现无论 SCAP 是大还是小、瞬态行为都几乎保持不变(例如、当负载从50%阶跃到100%时)。 这是可能的吗? 这让我想知道 SCAP 大小对瞬态性能的实际影响是什么。

    2. 根据数据表、预充电电流约为10mA。 您能解释一下这个电流的来源吗? 是否可以从外部控制此电流? 因为如果我想使用更大的 SCAP 但仍希望缩短预充电时间、则需要更高的预充电电流。

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    尊敬的 J:

    1)你从哪里获得 SIMPLIS 模型?

    2)您需要此部件的应用是什么?

    3) 请附上原理图

    此致、

    Eileen

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    你好、Eileen

    • 我自己构建了仿真、因为 TI 似乎未为此器件提供模型。 但是,我想更好地了解 IC 的工作原理以及如何围绕它进行设计,所以我使用 SIMPLIS 进行验证。 话虽如此、TI 是否提供任何可用于验证 IC 功能的官方模型?

    • 这适用于与通信设备相关的应用。

    • 原理图仍在开发中。 目前、我正在进行初步评估并选择元件。

    • 请问您能否回答我刚才提到的两个问题?

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    尊敬的 J:

    需要进行一些挖掘。 将在 星期一/星期二答复。

    此致、

    Eileen

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    尊敬的 Eileen:

    好的、感谢您的帮助。

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    尊敬的 J:

    我们没有此器件的 SIMPLIS 仿真。 您创建的设计可能不是设备行为的直接副本。 开发这种准确的模型非常复杂。 最好是在工作台上进行测试。

    SCAP 充电电流 为内部电流、无法更改。 不确定这些机制、但很可能它具有某种连接至 VIN 达到特定水平的机制。

    此致、

    Eileen