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[参考译文] TPS7A03:LDO 无法正常启动。

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A03, TPS780
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/1068079/tps7a03-ldo-doesn-turn-on-properly

部件号:TPS7A03
“Thread: TestTPS780”中讨论的其它部件

您好,

在以前的设计中,一个过时的线性稳压器被 TPS7A0321取代。 功率降解要求极低(因为电路由2.8V 的小电池供电,与我们对电压源的预期相比,输出阻抗相对较高),因此需要一个能消耗极低静态电流的稳压器 当输出接近0时(低于1uA)。 该调节器继承 了前一种设计中的钽滤波电容器 Cout 和 Cin,每种电容器均为47uf。 n´t 的是,当使用电源时电路的电源正常,但当由电池供电且电容器未充电时,电瓶在电脑控制器的输入端自身不能上升到1.3V 以上,其输出电压接近零。 当我将2.8V 从电源连接到 Vbat 一小段时间时,电路就会有目的地工作,即电池供电2.8V,而电脑控制器的输出电压大约为2V。 我正在考虑电容器是否与此类行为有关(因为数据表鼓励使用良好的电介质和低 ESR 陶瓷电容器), 但我怀疑 UVLO 仍在使 LDO 输出短路,而在稳压器完全启动之前,输入到输出的电流很小(EN 引脚与 Vbat 连接),这种电流耗尽会将输入电压降至1.3V。  

在这种情况下可以做些什么? 更换蓄电池不是一个可选件,而前调节器没有此 UVLO 功能。

请提前感谢。

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    你好,马里奥,

    我不确定 LDO 是这里的问题;UVLO 电路可防止设备启动,这意味着电流不会从输入流向输出。 您是否可以共享原理图的片段,以显示电池如何连接至 LDO?  

    那么,您是否认为这是 P2P 替代产品,旧的 LDO 和相同的电池是否正常工作? 您可以尝试从板上卸下 LDO 并离开输入电容器,看看问题是否仍然存在?

    此致,

    尼克

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    尼克您好,

    是的,理论上说,UVLO 电路应该阻止设备打开,但我想知道当电压升高时是否有小的电压边界, 在这种情况下,允许输入到输出电流的转换时间在输出晶体管完全禁用之前的一小段时间内发生(但对于低阻抗电压电源,这不应该是问题)

    我附上了两张图解,两张图解是有效的,另一张图解是无效的。

    感谢你的帮助。

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    你好,马里奥,

    我看到的一个明显问题是 TPS7A03的最大电容为22uF 降额电容以确保稳定性。 我不知道这会如何影响蓄电池达到额定电压,但值得尝试使用更小的电容器值。

    当电池电压仅达到1.3V 时,您是否尝试测量进入 LDO 的电流? 您能否为 VIN,VOUT,Iin 提供显示此行为的范围图?

    如有必要,我可以尝试设置工作台测量值,以帮助解决此问题。

    谢谢,

    尼克

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    谢谢,我在将蓄电池插入电路时测试了蓄电池的压降范围。 此外,我还通过一个限制电阻器为电路供电,测试值 为100欧姆至3.3k 欧姆(电池最多可供电约1mA,因此内部阻抗约为2-3欧姆)。 当我将200欧姆或更多的电阻与电源输出串联使用时,电路开始不工作。 该值越高,电脑控制器将输入降至1.3V。 当电路正常启动时,它只消耗很少的 uA (这就是为什么它需要一个非常低的 IQ 稳压器)。

    关于电容器,我认为22uF 最大限值的情况是一样的,但只要此限值是针对降额电容器的,并且同一数据表考虑了大约50%的降额, 尽管标称值是一个略高于极限的位,但这种电容器不应该是一个真正的问题(因为可能实际电容低于44uF),不管怎样,如果我找到一种将它们换成22uF 的方法,我会这样做。

    感谢您帮助我解决此问题。

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    你好,马里奥,

    我在这里有点困惑。 问题似乎出在电池上,而不是 LDO 上。 如果电池只能提供1mA 的电流,我看不出来它如何与另一个 LDO 配合使用,因为使用47uF 电容器时,启动期间可能会有几个安培的峰值浪涌电流(如果电池可以实际供电)。 请记住,LDO 控制环路不能对输入发生的情况做任何处理,只有具有软启动功能的设备可以帮助缓解此类问题。

    使用如此大的电容器是否有充分的理由? 您可以将它们(输入和输出)减少到1uF 吗?  

    此致,

    尼克

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    Mario 和 Nick,您好!

    我想我可以在这里提供帮助。  

    这是一个有趣而常见的问题,因为系统的电池容量越来越小。

    首先,Nick 说绝对正确,浪涌电流可能是 这里的问题之一,但另 一个潜在问题是,如果 C000=47uF  的电压跨接,并且您在跨接一个小电池,那么请不要使用  LDO。 一个可能的问题是 C000和蓄电池之间的充电共享。 要证明这是或不是问题,请删除 LDO 并执行与之前相同的测试。

    我身边有一些快速的计算。

    a) i = C (dv/dt)

    b) I=C000 *(dv/dt)=47uF*(1.5V/1us)=70A 呀! 我希望这不是你所做的…  

    如果这是您正在做的事情,那么:

    1.在输入盖 C000前面添加一个较大的 R。  R =~Vbat/Irated_bat

    2.如果可以,减少 C000值。 (大容量值泄漏更多,因此 您需要为大容量 C 提供合理的理由)

    3.禁用 LDO EN=0时 ,C000应升高, 达到最终值95%后,仅启用 LDO。 常见的技巧是.correction:智能 EN 下拉电阻器允许您只需将一个电阻器从 EN 添加到 VIN,即可将 LDO 的接通点修改为 VIN 的函数。 请参见下图。

    修复输入电容充电难题后,LDO 端还有几个旋钮可供使用。

    1.数据表中不建议使用 cap >22uF,因为内部软启动无法提供超出 Cvalue 的浪涌电流的任何帮助 C001越小越好。 无负载时 C001=1uF 的浪涌电流为~5mA,其中22uF 的浪涌电流为~100mA (每张数据表)。如果需要,您仍可以使用大 C,但您需要使用 R 隔离,就像您在 C002上所做的那样。

    现在回答为什么您在另一台设备上没有看到该问题的问题。 如果启动时间慢得多,或者内部电流限制设置得低得多,那么您就可以避开较大的 C000。

    我希望这能有所帮助,并告诉我这些建议是否有帮助。 降低输入电流限制以降低电池容量肯定是我们将来想要提供的一项功能。

    基思

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    尼克和基思,您好!

    我无法解焊调节器,因为这些 PCB 不是原型,而是向前推进一步(有人认为,小的部件更换不会改变设计行为,他是多么的错误!),所以我不得不向工厂订购部件更换,事实上这就是我上星期五所做的。 我发了15个 PCB,用22uF 陶瓷代替 C000和 C001。  

    但是,我刚刚将电池插入了一个备用的47uF 钽电容器,每次我尝试时它都达到2.8V,所以我看不到输入电压超出上升时间曲线的问题(因为电池的内部阻抗大约为2kOhm, 在这种情况下,电容器 ESR 的2欧姆可忽略不计,RC 时间常数约为100毫秒,因此电容器应在500毫秒左右满电),这样的缓慢上升斜率可能是电脑控制器的问题。  

    我还想在 EN 引脚上添加一个延迟网络,因此在输入电容器充电后电路会打开,因为电容器会将电流过调节器的浪涌电流传递给电瓶无法自行输送的 Cout, 但是,正如我所说的,我没有太多的改变的余地,除非我回到项目的上一个阶段,并为此而失去时间和资源。

    无论如何,当我把 PCB 放回后,我会继续做更多的测试。 如果你不介意的话,我会让这个问题继续讨论(我希望本周能有这样的多氯联苯)。

    感谢您的耐心等待。

    此致,

    马里奥。  

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    你好,马里奥,

    好的,好的要知道。 再想想 ,EN 上的电容器无论如何都不是一个好主意,因为 EN 上有一个“智能下拉”电阻器, 它允许您只需将 一个电阻值 (不需要盖)从 EN 插入到 VIN ,以设置不同的 EN 点作为 VIN 的函数。 如果您可以在 VIN 和 EN 之间插入一个大约~720Kohm 的 Ren,则应延迟 EN 触发,直到 VIN=~2.2V。  这应该可以缓解一些人的急匆匆。 我知道 您不能在这里更改主板吗?

    如果您已经证明它位于 LDO 端,则输出上的电容变化是正确的下一步。 选择低至1uF 可能会有帮助。 我只是提到,由于 我们知道您的电池阻抗是2Kohm,如果输入盖中没有足够的电荷, 那么您必须在启动时满足2Kohm 的浪涌要求。 在启动期间和 UVLO 期间, 内部电路的 uA 值可以高达100,但22uF 保护罩的负载电流可以达到100mA,47uF 保护罩的负载电流可以达到200mA,1uF 保护罩的负载电流可以达到5mA。

    为了确保这一建议, 在您今天的场景中,您是否能够看到 LDO 的输出移动,即使是1-3 mV,还是 在电池插件后保持稳定在0V如果该 电路在0伏时没有移动,我同意 UVLO 是可疑的。我可以在您的条件下模拟电路,以证明或证明 UVLO 理论。

    在进行模拟之前,我需要了解一些事项:

    1.电池类型,化学,容量...

    2. C000,C001,C002的 CAP 设备名称(因此我可以获得更好的 ESR 和 C 值近似值)

    3.启动期间的外部负载电流(希望它是0...?)

    如果您以前使用的部件是 TPS780, 则可能 是由3个关键差异导致更改。

    1. SS 输出斜面速度大约是该电流慢的两倍(同一电流盖的浪涌电流为1/2)

    2. UVLO 略高,可对 C000充电

    3. UVLO 电路不同

    好消息是 TPS7A03具有更好的瞬态性能,可让您降低电容上限。 它的成本也更低。

    希望这能有所帮助,如果您能在电池插入期间提供 LDO 的波形输入和输出, 这将有所帮助。

    e2e.ti.com/.../SMART_5F00_PD.pptx

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    你好,马里奥,  

    Keith,Nick 和我正在讨论 您的应用,我们发现,如果 VIN 降速足够大,LDO 可能会撞击 UVLO ,此时输出有源放电电路 将被激活,这将导致输出关闭时输出盖放电。 然后,如果输入恢复,整个过程可能会重复,则会无限期地对输出电压进行部分充电,向 UVLO 漏电,输出电压释放等。 查看相同范围内的输入和输出电压将告诉我们这是不是发生了什么情况。  

    TPS7A0321PDBV 是具有下拉电路(主动放电)的设计,如果您要使用非 P 版本,则输出可能最终达到足以使该指令自行解决的高度。 遗憾的是,我们没有非 P 的2.1V 版本,我们目前拥有的最接近电压选项是 X2SON 封装(TPS7A0322DQN)的2.2V,或者与您当前使用的最接近选项 SOT23的连接将是1.8V (TPS7A0318DBV)或2.8V (TPS7A0328DQN)

    由于在您的流程的这一阶段更换 IC 可能很困难,因此减少 Cout 和/或增加 Cin 也可能解决此问题,因为两者都有助于在 Cout 充电时保持 Vin 的高电压。  

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    您好,感谢您的友好回复。

    我收到了重新加工的 PCB,一旦更换了调节器,问题就会消失。 但是,我们将坚持使用以前设计的旧电脑控制器,即 TPS78001DVRT,因为我希望此部件的库存短缺将很快结束,并通过它验证设计。  

    不管怎样,我已经了解了 TPS78001DVRT 数据表,它还鼓励使用陶瓷电容器,并将 ESR 设置为1欧姆以下作为要求。 到目前为止,我们使用具有2欧姆 ESR 的钽电容器构建的原型运行良好,但现在我想知道为什么没有一个原型无法调节此类电容器的输出电压,您有什么想法吗? 非常感谢你的帮助。

    此致。

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    你好,马里奥,

    稳定的操作区域通常取决于负载,因此当数据表指定的 ESR 不大于1Ω 时,这将涵盖所有操作条件,因此您的应用程序很可能位于具有2Ω ESR 的稳定区域内。  

    此致,

    尼克