[参考译文] TPS552892：TPS552892 设计审查

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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/1523926/tps552892-tps552892-design-review

器件型号：TPS552892
主题中讨论的其他器件： Tina-TI

工具/软件：

尊敬的先生：

我选择了 TPS552892 来实现降压/升压电源。

根据 TI 官方网站的 Excel 设计表、我设计了一组参数。

您能帮助检查是否有任何问题、尤其是重新评级反馈响应稳定性吗？

随附的波特图供您查看和参考。

谢谢！！

参数：

Fsw= 1.2MHz

输入电压范围为 7V 至 13.2V

VOUT = 12V

Δ Iout=2A 至 100mA

4 个月前

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

感谢您使用 e2e 论坛。

我们此器件的专家不在办公室。请预计下周会有回复。感谢您的耐心。

此致、

Mounika.

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

对于非 I2C 版本的 TPS552892、SCL 和 SDA 引脚更改为 PG 和 CC 引脚。

2. MODE 引脚需要与 VCC 或 AGND 连接才能选择 FPWM 或 PFM 模式。

3.检查 VCC 电容器在 5.2VDC 偏置电压下的有效电容是否大于 2.0uF。

4.建议将 C7 从 4.7nF 更改为 10nF。

5.如果输出检测电阻 R1 短路、则 ISP 和 ISN 需要直接连接到 Vout。

6.遵循布局指南。

e2e.ti.com/.../7510.TPS55289-Layout-Guide-line.pdf

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好：Bryce、

感谢您的答复。

这是我的原始原理图设计。

在本原理图中、遵循了 TPS552892EVM-111 EVM 用户指南中的参数设置。

当负载瞬态变化 (150mA /100ns) 时、输出和电感器电流中会发生异常振荡。

如下图所示的波形（蓝色= Vout；黄色= IL；绿色= SW1 '红色= SW2）

我尝试从 TPS552892EVM-111 复制此问题、将电阻器 (R8) 修改为 15k Ω 至 20k Ω、并移除电解电容器 (C19)。

当 EVM 加电（无负载）时、仍会观察到相同的问题。波动

问题：

1.电解质不能移除吗?

2.在异常波形中、Vout 显示了接近 25kHz 的振荡、即使没有负载、该振荡也会出现在 EVM 上。

这是内部噪声还是来自 IC 反馈的数字电路？

3.为确保电源稳定性, 我应该考虑哪个参数?

例如：

a.交叉频率与 FLC 之间的关系

B.相位裕度

c.增益裕度

d.品质因数

e.阻尼

这些参数是否有标准定义。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

从波形可以看出、环路不稳定。

1.可以移除电解电容器、但需要根据新的输出电容器重新设计 COMP 参数。

2.不,振荡是由不稳定的回路造成的,而不是来自 IC 内部电路。

3.为了验证环路稳定性、需要验证相位裕度和增益裕度。建议 PM>45 度和 Gm<–8dB。交叉频率是环路响应的反射、交叉频率更高、环路响应更快。但是、随着交叉频率的提高、PM 和 GM 可能不够用。因此、这有一个平衡点。

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好：Bryce、

1.好的、谢谢！！

系统和 EVM 上都会出现相同的频率振荡。根据您的经验、它们之间是否存在任何可能的关系？

3. PM>45 度和 GM <–8dB 的要求是由官方规范定义的、还是基于设计经验？

3-1.在原始设计中、增益裕度约为–6dB、PM > 45 度、接近您指定的–8dB。这是否表示系统不稳定的风险？

3-2.我已经调整了参数设置并与您确认。

建议将 C7 从 4.7nF 更改为 10nF,这是否会导致 PM>60 度的问题。

其他参考文献表明 45 到 60 度是最佳距离。

我可以询问建议将 C7 更改为 10nF 的原因吗？

如果交叉频率 (Fc) 设计为接近谐振频率 (FLC)、是否存在任何稳定性问题？

对于 FC 和 FLC 之间的关系、您有什么建议吗？

Vin=12V/Vout=12V/Cout=64uF/L=4.7uH/Iout=0.2 至 1.5A

FLC = 9.1kHz

e2e.ti.com/.../TPS55289_2D00_CALCULATION_2D00_TOOL_5F00_0610_BF8A7465C35378655F00_V1_5F00_L4R7.xlsx

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

请参阅下面的答复。

[引述 userid=“528262" url="“ url="~“~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1523926/tps552892-tps552892-design-review/5863286 #5863286“]

系统和 EVM 上都会出现相同的频率振荡。根据您的经验、它们之间是否存在任何可能的关系？

3. PM>45 度和 GM <–8dB 的要求是由官方规范定义的、还是基于设计经验？

3-1.在原始设计中、增益裕度约为–6dB、PM > 45 度、接近您指定的–8dB。这是否表示系统不稳定的风险？

[/报价]

2、它们之间没有关系,振荡频率也是交叉频率,但没有余量,所以当该频率出现失真时,系统不趋同,就会在波形上显示振荡。

3. PM>45 度和 Gm<–8dB 来自工程经验。

3-1. 不需要、–8dB 是工程经验值、这意味着该系统足够强大、能够应对失真。您还需要检查 Excel 工具中的值是否与基准值相对应、例如、还应考虑 MLCC 的直流偏置效应。

3-2. 将 4.7nF 更改为 10nF、因此相位裕度更高。

4、不是,FLC 引起系统回路不稳定。和交叉频率应设计为在升压模式下小于 1/5-1/10 RHPZ、也应具有 1/5-1/10 开关频率。

5.下面是经过修改的 Excel 文件、原理图是以前共享的。

e2e.ti.com/.../3660.TPS55289_2D00_CALCULATION_2D00_TOOL_5F00_0610_BF8A7465C35378655F00_V1_5F00_L4R7.xlsx

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好：Bryce、

我衷心感谢您在回答我的问题时所花的时间和耐心。

系统工作范围为 0.2A 至 2A。

今天、我使用了 Bode-100 来测量频率响应。

我有两组测量结果、请帮助审核并提供您的意见。

问题 1：哪一个更适合实际应用？

Q2.是否需要确保 PM>45 度和 Gm<–8 dB 覆盖整个负载范围？

Q3.根据您的经验、通常认为 PM 的可接受范围是多少？

等 45 度到 90 度？

请参考 Blind symbol component ref.name

1.R3=10k、C7=10nF、C6=100pF

（您推荐的值）

Iout=IOUT 200mA

Iout=2A

2.R3=9.1k、C7=22nF、C6=100pF

Iout=IOUT 200mA

Iout=2A

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

Q1：从结果来看、对于 10k + 10nF、100pF、PM 小于 45 度、gm 大于–6dB、这不是首选。 9.1k + 22nF、100pF 的结果更好。

问题 2：是的、PM 和 GM 值标准需要涵盖所有运行概况。从最小 Vin 到最大 Vin、从轻负载到满载。 GM 标准可以宽松到–6dB。

Q3:一般情况下,我们认为 45 度或 60 度是可接受的范围。 90 度是不错的、但需要牺牲交叉频率。

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好：Bryce、

我注意到 TPS552892 数据表指定的 gm 要求大于–10dB。

我想再次确认关于环路稳定性设计的一些要点。

1.相位裕度范围是 45 度或 60 度,是可以接受的范围。

2.增益裕度要求大于–10dB,但不得小于–6dB。

从最小 Vin 到最大 Vin、从轻负载到满载。 GM 标准可以宽松到–6dB。

3.在升压模式下、交叉频率应设计为小于 1/5-1/10 RHPZ、并且开关频率也应小于 1/5-1/10。

如果为了确保环路稳定性、我们是否需要考虑任何其他关键要求、敬请告知。非常感谢。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

1.相位裕度 45 度是可以接受的、60 度更好、裕度更高。

2.可接受小于–6dB 的增益裕度、–10dB 更佳。

3.正确。

为了确保环路稳定性、关键规格是交叉频率、相位裕度和增益裕度。

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

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您好：Bryce、

作为你的答复项目 1,“1. 相位裕度 45 度是可以接受的、60 度更佳、裕度更高。“

下面是我们的波特测试在实际情况下、一些 condition 相位裕度超过 80 度。

是否对于相位裕度而言太高？并会影响瞬态响应？

注释。我们使用 R3=4.7K、C7=33nF、C6=100p。

0 admin 4 个月前

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您好：Bryce、

客户提出的另一个问题是相线（蓝色）存在一些干扰、它会受到 Rcomp 还是 Ccomp 的影响？

它是否会影响降压/升压性能？谢谢！

Jeff

0 admin 4 个月前

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尊敬的 Jeff：

80 度的相位裕度是可以的、这不是高相位裕度的问题。如果相位裕度过大、通常意味着可以增加交叉频率以实现更快的环路响应。它是交叉频率和相位裕度之间的平衡。

干扰是由测试引起的、而不是由控制环路引起的。不会影响环路性能。

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

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您好：Bryce、

根据 Jeff 的信息、补偿电路设计为 R3=4.7K、C7=33nF、C6=100p。

您能否帮助解释测量值和估计值 (Excel) 之间波特图差异的原因？

我是否遗漏了任何重要的关键因素？

电感器和 Cout 值由 LCR 表进行测量。

L=4.55uH、Cout=95uF（12V 时）

以下是测量的波形和估算的波形、1。 IOUT=0.2A。 2. Iout=2A。

IOUT=0.2A

Iout=2A

考虑到测量波形和估算波形之间的显著差异、您建议使用什么方法来评估未来的设计或应用？

e2e.ti.com/.../TPS55289_2D00_CALCULATION_2D00_TOOL_5F00_0623.xlsx

0 admin 4 个月前

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您好：Bryce、

TPS552892 是否具有用于仿真的 TINA-TI 模型？

如果 TINA-TI 模型不可用、是否推荐在设计阶段进行评估的任何其他仿真工具？

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

您可以在 TI.com 上找到 PSpice 模型。

此致、

木林

0 admin 4 个月前

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您好：Bryce、

您对此有任何更新吗？这是一个紧急情况。请尽快回复。

谢谢！！

0 admin 4 个月前

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您好、Danny、

Bryce 今天是 ooo、请稍后回复。

此致、

木林

0 admin 4 个月前

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您好、Danny、

很抱歉,我最近才回复,我是在出差的这周。

您能否分享波特图测试的最终原理图？并共享输入、输出条件和输出电容器的器件型号？

我们近期发布的器件没有 TINA-TI 模型、而且近年来 TI 更推荐使用 PSpice 模型。下面是 PSpice for TI 模型的下载链接、您也可以在 TI.com 的产品页面中找到该链接

https://www.ti.com/lit/zip/slvme05

BRS、

布莱斯

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好：Bryce、

原理图如下所示、Cout + Cin（下一级电子保险丝）

电容器器件型号

1. Cout：0805/22uF：0805X226M250CT (Walsin)

2. Cin（电子保险丝）：0603/10uF：0603X106M250CT (Walsin)

Vin 范围 7V ~ 13.2V、一般 Vin=12V

VOUT = 12V

增量 200mA ~ 2A、从空闲到工作

波德图

Vin12V 200mA

Vin12V 1A

Vin12V 2A

Vin10V 2A

Vin13.2V 2A

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2422240 points

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您好、Danny、

将原理图与您在计算工具中填充的参数进行比较、主要区别在于输出电容。由于找不到所用输出电容器的有效电容、因此我使用了具有相同额定电容/封装尺寸/额定电压的类似 Murata 电容器值来估算有效电容。对于 22uF/25V/0805 电容器、每个在 12V 直流偏置电压下的有效电容约为 3.8uF。对于 10uF /25V/0603 电容器、我使用 GRM188R61E106MA73 作为参考、每个电容器在 12VDC 偏置电压下的有效电容约为 1.5 μ F。