[参考译文] TPS4816-Q1：当 INP_G 在小负载下被驱动为高电平时、TPS48161 将 FLT 引脚置为有效

您好：  

您能提供原理图吗？  

查看第一张示波器照片、我担心当 INP_G 为高电平时、两个栅极都被驱动为高电平。 根据您的标签、如果 INP (Ch2) 为低电平、在此期间、CH4 应保持低电平。  

谢谢、  

Sarah

Sarah、

这是涵盖所有 TPS48161 电路的部分原理图。

我对您的评论感到困惑、第一张示波器屏幕截图显示、当 INP_G 为高电平时 G 变为高电平 (Vout+~10V) 、而当 INP 为高电平时栅极变为高电平 (Vout+~10V)。 您可以看到电荷泵产生的纹波。  VOUT+~10V 表示 VGS 应足以仅在其各自控制输入为高电平时将其导通。 这就是我所期望的。 当控制输入为低电平时、栅极处于 Vout、但不高于 Vout。

e2e.ti.com/.../6758.Schematic-for-TI.pdf

我主要担心的是由于某种原因屏幕电容器 2-4 中显示的 FLT 输出会置为有效（低电平）。

您好、Sarah：

我在这个问题上有一个领导。 此摘录来自 dtassheet 的第 19 页：

我已经测量了这个 Vbypass scp 电压、并发现在 FLT 置为低电平之前它会出现尖峰

。

输入 1：FLT、输入 2：DRN、输入 3：CS2-、输入 4：INP_G 数学：DRN-CS2-

在这里我们可以看到、在 INP_G 变为低电平且 FLT 置为低电平的前后、数学布线 (DRN-CS2-) 上有一个尖峰、该尖峰会高达几伏、当然高于 2V 阈值。

如果放大时间刻度、我们将得到下面的捕获结果

输入 1：FLT、输入 2：DRN、输入 3：CS2-、输入 4：INP_G 数学：DRN-CS2-（1V/分频）

我们可以看到 INP_G (4) 首先变为高电平、然后我们在 数学布线 (DRN-CS2-) 上得到高达 ~3 伏的尖峰、然后 FLT (1) 置为有效（低电平）。

我对 DRN 有建议的滤波（请参阅数据表的第 9-3 节）、但我已在上面的捕获中删除了该滤波器、以便在 DRN 和 CS2 上进行滤波 — 更类似于尝试减少尖峰。 我假设我需要在 CS2-上添加类似的滤波功能、但这在我的 PCB 上会非常困难、因为我没有允许占用空间。

我的想法是否正确？

James

您好、James：  

您将 Ch2 标记为 INP。 在此波形中、G 和栅极均为高电平、而 INP 为低电平。 栅极不应处于高电平。  

对于上述情况、您现在似乎已经正确预充电。 你有一个 RBPass = 12 欧姆,这对于 2A 来说似乎很高->这将更接近 1 欧姆。

我们通常不建议在 CS2-上进行滤波、这看起来与噪声不太像预充电不当。 旁路电阻器上的压降过高、表明电流超出预期。

谢谢、  

Sarah

Sarah、

我再次完成了关于指定 Rbypass 的部分、将值最初降低至 1 欧姆、然后进一步降低至 0.5 欧姆。 通过在旁路 FET 栅极上添加一个 Rg 和 CG 接地、我现在可以正确控制软启动、因为我可以设置已知容性负载的输出电压上升时间。 请参阅下面的   

输入 1：INP_G、输入 2：FLT、输入 4 Vout。 负载为 22 Ω 并联 4 个 220uF 电解电容器。

随着 Rbypass 和 Cg 的减小、输出上的斜坡会像我预期的那样变得更陡。

即使将电子负载 (BK Precision 8510B) 设置为 0.1A、我仍然无法启动该负载。  如果我先启动电路、然后打开负载、那没关系。

最重要的是、我仍然无法启动应用程序加载。  

我假设我仍然需要更多可用的软启动电流？  

您好、James：  

您是否在 CC 模式下使用电子负载？ 我建议使用 CR 或实际功率电阻器。 首先盯着您的电路、然后施加工作的负载、我认为您在启动时可能会拉动比 CC 预期更大的负载。 您还可以监控输入电压、查看是否因此而导致电源电压下降。  

您的应用程序负载与电子负载之间有什么区别？  

谢谢、

Sarah

Sarah、

事实证明、应用程序负载非常困难。 我尝试使用 TPS48161 来保护它免受 U 电压/ O 电压/ O 电流/ O 温度的影响、因为它没有这些功能、并且可以在恶劣的环境中运行。 因此、在现场很容易出现故障。  

我可以看到、它输入端包含~360uF 的电容（万用表测量值为 380uF）。 它包含一对降压/升压转换器、这些转换器与微控制器和其他电路协同运行、用于为*大型*电容器充电。 当*large*电容器已满时、输入端的峰值充电电流为~23A、但需要很长的时间（分钟）才能到达、并且开始充电时、初始负载输入电流~5A。 它在上电几秒钟后开始充电、因此如果我只需让软启动和主开关在几百毫秒内正常工作、它应该在那之后运行良好。

如果我使用电源 (Kikusui PWR801ML 80V 40A DC PSU) 启动应用负载、结果如下所示：

输入 1： PSU 输出电压/应用负载输入电压。 输入 2：霍尔效应电流探头。

表现良好。 没有我所期待的。

自上次更新以来、我对电路做的模块包括将 Rbypass 减小到 0.2 欧姆、并将旁路 MOSFET 栅极电容更改为 10nF、以允许更大的软启动电流。 如果我使用 TPS48161 电路启动负载、如下所示、当主开关尝试打开时、它会进入故障状态：

输入 1： TPS48161 输出电压/应用负载输入电压。 输入 2：应用负载输入上的霍尔效应电流探头。

我意识到最初我的重点是从 TPS48161 上电开始启动负载、但在欠压/过压/过流/过热（即 TPS48161 输入端的现有电压）后、我的应用重新启动负载可能更重要。因此 、我开始查看重启尝试波形。

输入 1：TPS48161 电路输入电压。 输入 2：应用负载 输入电流。

查看这些瞬态！ 难怪它不是重新启动！

我在 UVLO 引脚上添加了一个 15nF (Fc=1kHz) 滤波电容器、以帮助控制 TPS48161 的滤波电容器。 通过放大初始瞬态、可以看到大幅下降、然后是急剧的尖峰。 我在 TPS48161 输入侧添加了一个 220uF 63V 电解电容器、以尝试改善骤降。

输入 1：TPS48161 电路输入电压。 输入 2：应用负载 输入电流。 浸渍非常深。  

输入 1：TPS48161 UVLO 电压引脚、带 15nf 滤波电容器。 输入 2：应用负载 输入电流。 尖峰 足够大、可将 TPS48161 设置为欠压状态。 我在电路输入端又添加了一个 220uF、

输入 1：TPS48161 电路输入电压。 输入 2：应用负载输入 电流。

输入 1：TPS48161 UVLO 电压引脚、带 15nf 滤波电容器。 输入 2：应用负载 输入 电流。

我正在努力思考如何更好地表征应用负载。 我没有它的原理图或代码、但我手头有一个拆卸的和一个完整的工作代码。

我可以增加 15nF UV 滤波电容器、直到 UV 引脚上的瞬态降低到足以防止故障。

我可以进一步调整 Rbypass 和 Cg 值。

我可以 为应用负载构建一个滤波器来减少瞬态。

任何建议都会有所帮助。

James

Sarah、

我现在已经让它大部分工作了。

我逐步将 Cg 值增加到我用于减慢启动速度的最小值的 20 倍、从而立即减少瞬态。 我移除了所有滤波器、电解电容器、UVLO 滤波电容器等 我已将 Rbypass 增加至~1 欧姆。 现在、在~μ A 200mA 下、启动电流非常低。

我的电路现在是上面的原理图、只进行了以下更改：

分别添加 Rg 和 Cg 100 Ω 和 200nF

将 Rbypass 从 11.75 欧姆降至 0.92 欧姆

现在、应用负载将每次从上电后启动（假设 Vin 在范围内）、但有时 它不会从过压或欠压情况中正常恢复。 我从未见过它从过热或过流情况中正常恢复。

一旦出现问题、只需重启电源即可解决问题。 即使过压/温度/电流条件消失、对 INP 或 INP_G 进行循环也不会使其脱离故障状态。

这对我的应用程序来说是灾难性的、因为只有当应用程序设备离线进行维护时、我的应用程序才会断电、这种情况很少见。

输入 1：INP_G、输入 2：INP、输入 3：FLT、输入 4：VIN

这是一个始终运行良好的上电启动过程。

输入 1：INP_G、输入 2：INP、输入 3：FLT、输入 4：VIN

在这里、它卡在故障状态中。 FLT 保持低电平、循环 INP 和 INP_G 不会修复它。  在这种情况下、您可以将其保留数小时、尝试每 5 秒重新启动一次、但直到重启电源后才会恢复。 VIN 始终在 24V 范围内。

非常感谢对这一新错误的帮助。

James

您好、James：  

我看了看,明天就回来。  

谢谢、  

Sarah

Sarah、

我可以确认、将 EN/UVLO 短接至地会使其退出该锁存状态。 我还没有包含用于该功能的电路、因为数据表在上面的摘录中描述了使用 INP 输入复位锁存器。 使用镊子似乎是有效的。

尽管我使用 100k 电阻器选项进行闭锁、但我还尝试了根据设计示例包含 47nF 的 Ctmr。 电路中的 Ctmr 没有变化。

James

您好、James：  

您在打算释放锁存器时、能否捕获 FLT 引脚、INP 引脚和当前事件？  

我期望在事件发生后看到 FLT 处于低电平、而栅极拉至低电平/在此期间 INP 引脚的输出应保持高电平。 首次将其拉低时、我会看到 FLT 引脚变为高电平。  

如果不是、发生这种情况时、您可能仍会遇到某种 FLT。 我们需要同时排除 EN/UVLO、电荷泵 UVLO 和浪涌/SCP。  

谢谢、  

Sarah

您好、Sarah：

我已在我发布的最后一个屏幕标题中发布了您要查找的内容（10 月 6 日）。 导致这些捕获的操作序列 如下：

1) 打开系统的 24V 主电源 (UV /OV 分别设置为 18/32V)

2) 系统正常启动（请参阅第一个屏幕捕获）

3) 通过电源上电 或下电调节输入电压、直到 系统超出 UV /OV 阈值

4) 观察系统故障状况。 （当看到 FLT 引脚置为低电平时、我们的微开关 INP 和 INP_G 处于低电平）

5) 将输入电压调整回 UV /OV 阈值范围内

6) 等待系统尝试重启（5 秒定时器）

7) 如果系统成功重新启动、请重复步骤 3-7。 通常错误会在步骤 3-7 的几个 (<10) 周期内发生。 如果出现错误、请继续执行第 8 步

8) 系统错误被观察到,它将永远发生直到 UVLO 对地短路或电源被重置（第二屏幕截图）。 尽管 UV 回到 VIN/OV 限制范围内、TPS48161 甚至不会尝试在 INP 或 INP_G 的下降沿释放 FLT 输出。

在步骤 4 中、我可以看到如果我们在 FLT 置为有效后立即将 INP 和 INP_G 拉至低电平、故障可能没有时间清除、但这并不能解释为什么如果故障条件已清除、它在后续重启时不会释放。

在我们的应用中、我们会在故障情况发生后等待 5 秒来尝试重新启动、因此在重新启动之前有足够的时间来解决故障、但可能出现过热故障除外。 在上面发布的第二个屏幕盖中、Vin 用于触发故障、已重新调整为 24V、如捕获所示。 INP 和 INP_G 都有许多下降沿、但 FLT 线路保持低电平。

今天、我将尝试回到办公室进行更多测试、围绕保持 INP 和 INP_G 为高电平、直到准备好进行下一次重新启动、而不是立即在 FLT 上将它们拉低。

James

您好、James：  

让我澄清几件事：

1. 对于电流事件和 UVLO 或 OV 事件、FLT 复位行为不同。  
   1. 对于电流事件、INP、EN 或 Vs 下电上电可以消除锁存。 如果在移除 FLT 之前将 INP 拉至低电平、这样就会遇到问题。 **我还应该说、这里不需要将 INP 拉至低电平、因为在 FLT 条件下、无论 INP 如何、内部栅极逻辑都会将 PD 驱动至 SRC。  
   2. 对于 OV 和 UVLO、当超过 OV 上升阈值时、栅极将专门关闭（UVLO 为下降）。 一旦达到 OV 下降阈值、栅极将自动重新导通（UVLO 上升）。 INP 在这里不起任何作用。  
2. 我同意、如果您测试 EN/UVLO、那么您应该会在将 INP 拉至高电平时看到栅极重新导通。 但鉴于您会有效关断并重新启动电荷泵 Im、假设您正在遇到电荷泵 UVLO 条件、这将使 FLT 保持低电平、直到达到 BST-SRC_UVLOR。

我会推荐:  

1. 确认 UVLO 事件后的 BST-SRC  
2. 假设您依靠旁路路径进行预充电、请验证正确的启动/时序。  
3. 考虑仅过流事件进行测试。 这至少可以帮助您区分行为。 如果能够在过流情况下使 INP 保持低电平、只能在 INP 被拉至低电平时至少看到 FLT 切换为高电平。 如果发生这种情况并且 FLT 在 INP 上再次变为低电平、然后我们会知道启动有什么作用。  

谢谢、  

Sarah