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[参考译文] TPS5450:使用二极管或已处理TPS5450的瞬态响应。

Guru**** 2434570 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS5450

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/655140/tps5450-transient-response-with-diode-or-ed-tps5450

部件号:TPS5450

我观察到二极管或有电阻TPS5450出现200mV短时脉冲波形干扰。 使用单TPS5450时,电压为60mV。

我想将毛刺降低到100mV以下。

输入电压=+24V。 输出电压= 3.7V。 电流从100mA更改为380mA。

我正在寻找一些指导原则。

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    用户440.3086万,

    这可能是由于从100mA到380mA时二极管上的额外电压降所致。 检查二极管数据表上的IV曲线。 如果不是:

    您能否分享一个原理图? 为什么要使用二极管ORing?

    Sam
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    塞缪尔桑;

    感谢您的快速响应。

    我应该已分离二极管VF (正向电压降)增量和瞬态响应。

    以下是原理图和波形(TPS5450单路和二极管OR-ed)。 如波形中所示,210mV短时脉冲波形由50mV VF增量加上160mV瞬态响应组成(如果步进从100mA变为380mA)。 TPS5450是否正常?

    我猜浮点会随着 比率(步进变化后/之前)增加或初始电流值减少(但与比率密切相关)而增加。 当两组(TPS5450+二极管VF)为二极管或编辑器时,其起始电流值由它们的球值决定 当球珠完美时,初始值将为最小值(并且,浮球将为最大值)。

    我计划添加虚拟负载以增加初始值(从100mA到150mA左右),降低比率, 并降低差VF。

    实际测量显示,当在二极管或之后添加50mA虚拟负载时,瞬态响应从160mV (210mV - 50mV (SBD的增量VF))改善到50mV (90mV - 40mV (SBD的增量VF))。  TPS5450输出电压为3.451V和3.454V。

    在从50mA步进至500mA时,我还使用单TPS5450 (不带二极管或)测量288mV短时脉冲波形干扰。 这也是正常吗?

    数据表仅显示1.25A至3.75A的一个病例。 我不能确定此150mA初始值对于+280mA电流步进是安全的。

    我们是否可以估计1.25A至3.75A组合以外的原因(例如 150mA至430mA)?

    我们也非常感谢任何其他改进瞬态响应的建议。

    附注:采用二极管Oring的原因:装置有组1电路,组2电路和共电路(1+1冗余)。 共用电路必须在单组故障下工作。 因此,共电路的电源由二极管供应,而组1的电源和组2的电源。

    此致,

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    e2e.ti.com/.../TPS5450_5F00_diode_5F00_OR_5F00_sch_5F00_wf.pdfIt似乎我错过了附加该文件的机会。 因此,我以附件作再次答复。 预览文件成功。

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    user440.3086万-san,

    感谢您分享原理图和波形。 我有一些想法,我将对其进行编号,以便我们跟踪。

    1.每个瞬态响应的响应时间非常不同。 顶部波形为~100us,底部波形为~250US。 这让我感觉当您在R1401加载时,第二个波形R1307处的电压不会下降。 这可能是由于两点之间的一些阻抗(R1307可能有一些非零电阻,布局可能会播放一卷),但如果能再次看到第二个波形会很有趣,但R1307处的电压也会探测出来。

    2.从1.25A步进至3.75A时,可提供比100mA至380mA更好的瞬态响应。 这是因为1.25A和3.75A可能都处于连续传导模式。 100mA至380mA可能从不连续传导模式转到连续传导模式,这种模式通常具有较慢的瞬态响应。 您可以通过探测PH节点来检查此情况。 如果您看到从VIN切换至GND,则您在CCM中。 如果您看到VINTo GND To (可能有一些振铃) VOUT,则您在DCM中。

    您提到的虚拟负载可能会使100mA DCM点达到150mA CCM。 但最好进行探查以确保。

    3.您可以通过两种方式改进瞬态响应:

    • a) 提高带宽,使其反应更快。
      • 您的第一幅图显示的响应时间为~100uA,即10kHz BW,正常。
      • 我们当然应该了解为什么第二个阴谋需要这么长的时间才能作出反应。
    • b)减速,直到部件响应。
      • 您可以通过将电容添加到部件(电感器的节点2)的VOUT来实现此目的。 看起来您已经拥有330uF+some,所以可能没问题。

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    塞缪尔桑;

    感谢您的快速响应和非常有价值的指出。

    附件是数据。

    1. R1401的波形,电压也在R1307处。

      差异仅在于VF增量效应。

    2.在步进变化为100mA -> 380mA时,TPS5450的受监控PH节点。

      波形充满别名,但似乎需要560 us从DCM进入CCM。

    请验证上述读数。

    e2e.ti.com/.../TPS5450_5F00_diode_5F00_OR_5F00_sch_5F00_wf2.pdf 

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    TPS5450从印刷电路板R1401输出到多远?

    您可能看到的是PCB寄生电感导致大电压降。 请在节点R1401附近添加一个批量盖。  

    ——安布莱什  

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    e2e.ti.com/.../TLP5450_5F00_PCBtraces.zipAmbreesh-san,

    感谢您的评论。

    请记住,R1307处的波形具有相同的下垂。

    我在两个TPS5450s和R1307周围连接了PCB迹线。

    (R1401是35 mm ,距离R1307很远)

    我认为从TPS5450 PH节点到R1307的路径最短。

    路径PH节点-二极管-接地也是最短的。

    路径Ph节点- L - C - GND也是最短的。

    你会检查一下吗?

    如果添加一个批量上限。仍然有用,请说明。

    电容应是多少? 10uF陶瓷罩。已经有了。

    此致,

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    是的   ,请添加与R1401附近C1318 ie 330uF EEHZC1E331P处使用的电容相同的电容以进行验证。

    下面是一些布局建议:

    另外,请尝试在Vsense引脚附近添加反馈电阻器。

    ——安布莱什  

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    Ambreesh-San,

    感谢您的快速响应。

    很遗憾,我们没有备用330uF EEHZC1E331P,需要一天时间才能获得。

    在购买之前,我有疑问。

    您认为稳压是否异常?

    如果是,您能否提供一些应该测量的目标值?

    此外,我还需要知道最小电流,以使其保持在持续传导模式(CCM)下。

    此致,

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    设计将采用CCM模式,输出电流为200mA。
    R 1401的下垂似乎略高。 您是否有一个工具来绘制设计的波德图? 如果可能的话,在所有连接的情况下,在R1401处提取波德图并加载。

    您还可以暂时卸下C1318并将其放置在靠近R1401的位置,然后重新测试负载瞬态。

    ——安布莱什
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    Ambreesh-San,

    很抱歉回复太晚了。

    首先,我们没有设施来进行这块土地。

    其次,无论如何,我必须防止TPS5450进入DCM。

    通常,我保证CCM和DCM之间的阈值由"可控制的最小开启时间"确定。

    为我提供如何让TLP5450留在CCM中的建议?

    阈值应因输入电压和输出电压的组合而异。

    因此,以下是使用条件;

    输入电压:+24V +/- 5 %

    输出电压:+3.5V +/-5V 2 %

    最小负载电流(根据TLP5450):50mA (电流设计)

    二级管ORing两个TLP5450s且 负载处于OR点可能会误导您。

    对于每个TLP5450,电流从100mA到380mA的变化相当于50mA到190mA。

    仅使用IC1313,我发现了以下内容:

    IL = 0mA至60mA:DCM

    IL = 70mA -:CCM

    此致,

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    您是否尝试使用或两个电源? 是否用于当前共享? 如果用于当前共享,则此设计将不起作用。

    一般而言,您不能并行连接两个设备来增加输出电流。  没有允许两个电路平均分担负载的机制。  一个将趋向于接近电流极限,而另一个将处于轻负载。  您可以想象使用负载共享控制器来完成此操作。

    就DCM /CCM操作而言,转换取决于各种参数,在CCM模式下特定电流所需的最小电感如下所示:

    如果要在较低负载下继续在CCM模式下切换,则需要增加电感。 使用68uH 作为输出电感器,在CCM模式下继续切换。

    ——安布莱什  

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    Ambreesh-san;

    感谢您提供信息。

     首先,二极管的目的是冗余,正如我在2018年1月10日晚上9:50回复的那样。

    总电流(=1.6A最大值)远远低于单TPS5450允许的最大电流(=5A)。

    是否可以接受?

     第二, 我已阅读“SLVA059A -了解开关模式电源中的降压-升压功率级”,并同意您的意见。

     第三,我发现导致大降速的最大原因是"脉冲跳过模式",而不是DCM。

    I通过结合初始电流(40mA至100mA)和增量电流(90mA至170mA)测量下降。

    -我发现DCM/CCM的阈值大约为200mA,正如您之前提到的。

    -即使在DCM中,电流表也大约为50mA,并且可以接受的小电流。 (<100mA正常)

    我发现在初始电流小于70mA的区域,下垂会迅速增加。

     在此区域中,TLP5450在脉冲跳过模式下工作。

    I还使用单TLP5450 50mA --> 240mA步进变化进行测量;

    1.步骤更改后,立即无显著下降。

    2.之后,输出电压在400us期间逐渐下降,结果是200mV下降。

    3.在400 us期间,TLP5450将留在DCM中。

    4. 400 us后,TLP5450进入CCM,输出电压逐渐恢复,需要300 us。

    我的目标是抑制电压下降<100mV,如果不是,电压监控器IC跳闸,并重置FPGA。

    我们可以选择脉冲跳过模式的阈值电流吗?

    如果可以清除阈值,我计划增加最小负载电流。

    我们欢迎您提出任何建议。

    此致,