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[参考译文] TPS6.284万:功耗问题

Guru**** 1123240 points
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/1082262/tps62840-power-consumption-issues

部件号:TPS6.284万

您好,

我们希望使用TPS6.284万将电池电压转换为3.3V或2.5V的固定电压,以便为负载供电(基于ARM的处理器)。 我使用 了TPS6.284万评估板(TPS6.284万-1DLCEVM55),当负载电流消耗非常低(几微安)时,它在超低功耗下工作非常出色。  当我根据TPS6.284万-1DLCEVM55设计电路时,它工作正常,但当输入电压略高于输出电压时,功耗非常高。

左表显示了由我们设计的电路板测量的电流,右表显示 了TPS6.284万-1DLCEVM55结果。

    

当我们使用 TPS6.284万-1DLCEVM55时,将按如下所示选择模式。

我确认,当我们使用最长两块板进行测试时,负载状态保持绝对相同。 客户服务建议我在这里发布我的问题。 您是否可以提供一些专业建议或意见,帮助您使用此DC/DC转换器实现超低功耗? 非常感谢。

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    您好,

    请注意,我正在处理您的请求。

    我将在下周初查看上述详细信息并提供反馈。

    此致,

    费宾

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    您好,

    我查看了原理图,它看起来不错。

    首先,我会要求您断开 连接 到VBAT和VDD的电路的任何部分( TPS6.284万除外)。 您可以通过禁用设备来检查系统中的偏移,然后在启用设备后重新测量输入电流。

    我在原理图中找不到C6。 您在哪里测量输入电流?

    布局审阅:

    -从布局来看,输入回路似乎更长。 请将输入电容器放置在尽可能靠近IC的位置,并直接连接到Vin引脚。 我建议调换R6和C18的位置。

    -所有电阻器和电容器是否都连接到IC的GND针脚?

    如果可能,请共享完整的布局文件。

    此致,

    费宾

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    您好,

    您是否有任何更新要共享?

    此致,

    费宾

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    您好,Fein,

    很抱歉,我直接回复了电子邮件,但我的答案未显示在此处。 我将再次更新。

    非常感谢您的专业响应。

     

    首先,我会要求您断开 连接 到VBAT和VDD的电路的任何部分( TPS6.284万除外)。 您可以通过禁用设备来检查系统中的偏移,然后在启用设备后重新测量输入电流。

    也许我的描述不是很清楚。 我直接通过直流电源站从VIN或VBAT针脚供电。 万用表串联连接,以测量TPS6.284万和我们的负载设备的输入电流(负载设备由TPS6.284万的输出电压供电)。

    实际上,我设计了两个电路:一个用于测试,另一个是简化版本。

    版本1:为了进行测试(当VOUT和VDD (VDD与我们的负载连接)连接时,DC转换器为我们的负载供电),TPS6.284万的VIN针脚连接到VIN或VBAT针脚(通过D4防止反向电压)。

    版本2:简化版本。 VOUT垫直接连接到VDD垫。

    我测量了这两个版本,每个版本有5块板。 它们都有这样的症状:当TPS6.284万输入0.1 的输入电压比输出电压稍高(VPS-0.3V)时,电流会显著增加(负载电流应低至微安级别)。 但使用TPS6.284万-1DLCEVM55时,测量方法和负载条件完全相同,总电流非常接近10uA。

    我在原理图中找不到C6。 您在哪里测量输入电流?

    抱歉,PCB板上也没有C6。 请问您是不是R6? 前面介绍了当前的测量方法。

    布局审阅:

    -从布局来看,输入回路似乎更长。 请将输入电容器放置在尽可能靠近IC的位置,并直接连接到Vin引脚。 我建议调换R6和C18的位置。

    非常感谢您的专业建议。 我将在下一个设计中修改它们。

    -所有电阻器和电容器是否都连接到IC的GND针脚?

    是的,我认为是这样。 没有错误。 所有GND都与铜质多边形连接,包括IC的GND引脚。

    如果可能,请共享完整的布局文件。

    对不起,Fein,我担心我们的公司不允许我分享它。

    希望我的描述清楚,有助于解决我的问题。 如果您需要更多信息,请随时告知我。

     

    非常感谢您的帮助。

     

    此致,

    小里

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    您好 ,Xiaoli:

    感谢您提供的所有信息。  

    所以,我想我现在理解这个问题了。 系统消耗的额外输入电流可能是由于从100 % 模式转换到正常模式,然后在该转换中切换一段时间。  

    您能否在此事件期间共享Vin,Vout,电感器电流和SW节点的范围图。 我想我们也会在这次活动中看到更高的输出波纹。

    TPS6.284万上用于以下测量的最大负载是多少?

    对于EVM测量,是否使用了任何负载?

    此致,

    费宾

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    您好,Fein,

    非常感谢您的迅速专业的响应。 遗憾的是,我使用万用表测量了所有值,因此只有平均值可用,如表中所示。

    TPS6.284万的负载从未改变。 如果未应用TPS6.284万,则负载直接供电,电流约为10 uA (基于输入电压,电压越高,电流越低)。

    对于EVM测量,负载相同。 可以认为负载从未改变,

    1)如果没有TPS6.284万和EVM,负载将直接供电,电流约为10uA。

    2)使用EVM为负载供电,无论输入电压如何,电流都是高于1的几微安,即10+uA。

    3)通过我们的设计板,即使用TPS6.284万为负载供电,当输入电压大大高于TPS6.284万的输出电压时,电流与EVM相同。 但是,当输入电压仅比TPS6.284万的输出电压高0.1V-0.3V时,电流将大大高于1),即大约1mA。 但对于EVM,电流始终非常低,只有10+uA。 我们根据EVM 原理图设计了该板。

    我们需要 超低功耗设计。 对于此负载,1mA过高。 但当我们使用EVM评估功耗时,它确实有效。

    希望我的描述清楚。 如果您需要任何MOE信息,请随时告知我。 非常感谢。

    此致,

    小里

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    您好 ,Xiaoli:

    感谢您提供的所有信息。  

    我们需要Vin,Vout,电感器电流和SW节点的示波器图来了解 此事件期间设备的行为。 不幸的是,我们不能用万用表的数值进一步取得结果。 我们只需要标为红色的测试条件的示波器图。  

    如果我能得到完整的示意图,这也会非常有用。 如果您在此处分享时遇到问题,我们始终可以离线并通过直接电子邮件进行讨论。

    此致,

    费宾

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    非常感谢,费宾。

    下周我将尝试测量范围图。

    不幸的是,我不能分享完整的方案。 但我确认负载仅连接到VDD。 以下示意图是TPS6.284万的完整设计。 案例1)是在JP3打开且直接由VDD供电时测得的。 案例3)是在JP3关闭的情况下测量的,电源由VIN或VBAT提供。

    我将在下周更新示波器图。 非常感谢您的帮助。 周末愉快!

    此致,

    小里

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    您好 ,Xiaoli:

    TPS6.284万原理图看起来不错。 我需要系统原理图。 尽管如此,请分享示波器图。

    此致,

    费宾

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    您好,Fein,

    非常感谢您的响应。 我测量了一些示波图,希望它们能有所帮助。

    负载条件说明:负载状态从工作(通常电流为4至7mA)更改为休眠(通常应为微安级别)。 红色矩形显示状态转换时的电压。

    测试1:输入电压为3.7V,输出电压选择为3.3V。

    使用万用表测量的电流:工作(4.8mA),休眠(1.59mA,当3.3V<VIN<3.7V时,休眠电流随着VIN的减小而减小时,结果相似)。

    使用模拟发现器2测量的电压:CH1 (黄线,VIN),CH2 (蓝线,VOUT):

    SW引脚电压通过使用红色REST导线接触电感器垫(SW连接侧)直接测量。

    但是,测高仪显示当测试导线接触电感器垫时电流增加:工作电流(5.35mA),睡眠电流(2.18mA)。

    CH1 (黄色,VIN),CH2 (蓝色,SW):

    抱歉,电感器电流难以测量。

    测试2: 输入电压为3.8V,输出电压选择为3.3V。

    使用万用表测量的电流: 工作(5.02mA),休眠(20.4uA)。

    使用模拟发现器2测量的电压:CH1 (黄线,VIN),CH2 (蓝线,VOUT):

    该高度计显示当测试导线接触电感器垫时电流增加:工作电流(7.02mA),睡眠电流(2.71mA)。

    CH1 (黄色,VIN),CH2 (蓝色,SW):

    另一项发现是,当我断开VOUT和VDD (通过断开JP3)时,这意味着TPS6.284万不与任何负载连接(我们的负载使用VDD引脚供电),当VIN从3.3V增加到4.00V时,电流(由高度计测量)从1.61mA增加到1.93mA。 但当我使用EVM板进行测量时,在没有任何负载连接的情况下,电流仅为2~4uA。  

    非常感谢您的帮助。

    祝你度过美好的一天!

    此致,

    小里

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    您好 ,Xiaoli:

    不幸的是,所使用的时间尺度太大,无法分析。

    您能在'us'范围内绘制相同的图吗?

    此致,

    费宾

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    您好,Fein,

    非常感谢。 我对错误的比例表示歉意。 我更新了文档中的一些图解,并将其附在此处供您参考。 遗憾的是,excel中记录的值分辨率较低,这可能没有帮助。 我将所有图像放入Word文件中。 如果需要扩展,请随时告知我。

    非常感谢您的帮助。

    e2e.ti.com/.../Analogue-Disc.zip

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    您好 ,Xiaoli:

    我今天不在办公室。 明天我会给你回信息。

    提前感谢。

    此致,

    费宾

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    您好 ,Xiaoli:

    我认为有一个系统负载正在从TPS6.284万获取电流。 如果没有完整的原理图和布局,则无法找到根本原因。 您还可以确认EVM上的输入电流非常小。 因此,它与您的系统设计绝对相关

    请执行以下操作:

    从以下设计中断开VDD处的负载(处理器和/或任何其他负载),并在VBAT处连接电源而不是电池。

    重新启动系统。  

    请测量输入电流。

    观察交换节点以确认设备位于PFM中。  

    请不要使用其它主板。 我们需要逐步找到根本原因

    请注意,我本周会去,周一会回来。 我的回复可能会延迟。

    此致,

    费宾

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    您好,Fein,

    非常感谢您的帮助。 我将尝试在星期五更新信息。

    此外,我的经理同意与您离线分享该示意图。 您能否在方便时与我共享您的电子邮件? 非常感谢。

    祝你度过美好的一天!

    此致,

    小里

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    您好 ,Xiaoli:

    请发送至febin.hameed@ti.com

    此致,

    费宾

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    您好 ,Xiaoli:

    当我们在离线讨论此问题时,我将继续并关闭此线程。 我希望您对此感到满意。

    此致,

    费宾