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[参考译文] TPS6.1025万:无负载,消耗高电流

Guru**** 2510095 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/1092731/tps61025-no-load-consumes-high-current

部件号:TPS6.1025万

断开此设备的负载时,该设备变得不稳定,并开始消耗约240mA的电流。 即使在加电时连接负载,PCB上也会发生大约20%的时间。 下面是正在使用的电路。

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    您好Daniel:

    您的输入电压是多少? 您还能在此处显示PCB布局和不稳定波形吗?

    BRS,

    布莱斯

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    您好,Bryce,

    我假设它变得不稳定,因为当我完全卸下负载时,我看到源电池上的电流消耗相同。 当设备不稳定时,这种情况是否正常? 输入电压为4.5 -4.7V,具体取决于电池。 我今天将拍摄一些示波器来确认。

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    您好Daniel:

    您还能在此处显示PCB布局吗?

    通过SW,VBAT,VOUT的波形,将简化分析。 我认为在无负载情况下从电池中拔出240mA是不正常的。

    顺便说一下,由于输入电压高于输出电压,为什么选择升压转换器?

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    您好,Bryce,

    下面是在故障期间请求的范围快照。  

    输入                                              输出

    软件                                              布局

    谢谢!

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    我还注意到,我们不使用钽瓶盖。 我们使用的47uF保护罩具有以下特征。 这可能会在这种行为中起作用吗?

    PN:AVX F380J476MSAAH1 (C18) 47uF 0805 POL聚合物SMD 6.3V 47uF 20 % 0805 ESR= 0.150 Ω@ 100kHz

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    在TPS6.1025万启动时开始遇到这种高电流消耗后,如果我 随后施加负载,设备将恢复正常工作。

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    您好Daniel:

    感谢您的示波器。 对于此处显示的波形,VBAT为2.1V,输出电压为3.27V,设备在省电模式下工作。 当输出电压超过设定的阈值电压时,设备会跳过一些脉冲。 根据SW波形,输出电压纹波频率约为8kHz,这是有意义的。 在省电模式下,输入电流应较低。  您还能在 此处显示电感器电流和输入电流波形吗?

     对于布局,建议在数据表中按以下方式进行。 VIN,Vout,GND应按如下所示注入铜。 扩大输出电压引出线以降低寄生参数。 和输出至VOUT的引脚应尽可能短。

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    您好Daniel:

    您能否转发电感器部件号并显示电感器电流的波形? 我们可以先检查组件。

    谢谢。

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    您好,Bryce,

    我使用ina180A3进行电流测量,电流比为5mV/mA (5V = 1A)。  LQH3NBN4R7MM0L和 LQH3N4R7MMEL是电感器的Murata部件号。

    谢谢!

    输入交流和电感器电流直流                          输出交流和电感器电流直流

    SW DC和电感器电流AC                             SW DC和电感器电流DC

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    您好Daniel:

    感谢您的反馈!

    当升压不切换但电感器电流仍具有直流值时,这是奇怪的吗?

    您能否像图中所示的那样,通过在电感器和SW垫片之间添加一根导线来测试电感器电流?

    此致,

    布莱斯

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    您好,Bryce,

    如上所述,我对电感器电流进行了一些直列拍摄。 这是在正常操作期间,而不是在零件消耗大量电流的故障期间,因为该状态很难复制。 电流是使用具有1mV/10mA刻度的霍尔效应探头获取的。

    c1=输入c2=输出c3=开关引脚c4=电感器和开关引脚之间的电流

     e2e.ti.com/.../IMG_5F00_0101.MOV

    3.5V输入                                             4.5V输入

    2V英寸                                              3V英寸

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    您好,Bryce,

    如上所述,我对电感器电流进行了一些直列拍摄。 这是在正常操作期间,而不是在零件消耗大量电流的故障期间,因为该状态很难复制。 电流是使用具有1mV/10mA刻度的霍尔效应探头获取的。

    c1=输入c2=输出c3=开关引脚c4=电感器和开关引脚之间的电流

     e2e.ti.com/.../IMG_5F00_0101.MOV

    3.5V输入                                             4.5V输入

    2V英寸                                              3V英寸

    我们使用升压转换器TPS6.1025万DRCR。 如 上所示的主要原理图:

    电阻器R25和R26未填充,因为升压是3.3V的固定输出。

    输入电压Vbat可以高于或低于3.3V。

    正如我从器件的数据表中所了解的,当输入电压高于输出电压(高于3.3V)时,PMOS会在所谓的“下降调节”模式下工作(数据表中的10.3 3章)。在此模式下,PMOS会自行测量输入和输出之间的差异,从而保持3.3V的输出。 在这种情况下,升压不是作为切换台,而是作为线性稳压器(LDO类型)线性控制PMOS的门,以保持3.3V输出。 NMOS始终关闭,因为在此模式下不进行切换。

    但在测试过程中,我们发现有NMOS切换处于此模式。 请参阅以下示波器屏幕截图:

    通道1 (黄色)为4.5V输入电压

    通道2 (粉红色)为3.3V输出电压

    通道3为SW引脚电压。

     

    我们可以看到,尽管输入电压稳定高于输出,但通道3上仍有一些开关。

    据我所知,这意味着NMOS有时与PMOS一起运行,建立透射事件。 我对吗?

    您能否解释一下设备在"下降调节"模式下的确切工作方式?

     

    另一个问题:是否有一种情况,即设备将锁定在任何中间模式下,持续消耗电流(约220mA),直至完全关闭? 值得一提的是,该设备设计为在省电模式下工作(PS引脚连接到接地),但在某些情况下,当升压输出上的负载非常小时,会产生恒定的220mA电流消耗。 设备的温度达到67°C (通常为31°C)。

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    您好,Bryce,  

    此省电模式阈值是否可编程? 如果我们只需订购阈值更高的零件,就可以避免 重做 PCB布局。

    谢谢!

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    您好Daniel:

    很抱歉因为五一假期而迟到回复。

    感谢您的详细更新。  

    我认为我们应该估计200mA电流消耗的位置,因为下图中没有切换。 正确的图片是正确的。

    问题1:请参阅 https://www.ti.com/lit/an/slva199/slva199.pdf 以了解关闭模式操作。 降压 转换模式是升压转换器和LDO稳压器的组合,因此仍在切换是正确的。 此外,PMOS门连接到Vin,防止设备在NMOS晶体管打开时打开。

    问题2:在轻负载下不存在持续消耗220mA的情况。

    此致,

    布莱斯

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    Dan,您好!

    很抱歉,我们无法对PSM阈值进行编程。  

    此致,

    布莱斯

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    您好,Bryce,

    根据上面的图形,您是否认为电感器正被电流饱和? 我们有没有办法安排下周的会议来讨论这种奇怪的行为?

    谢谢!

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    您好Daniel:

    根据 电感器和电感器电流波形的规格,电感器无法饱和。

    您能否将异常PCB上的设备移出到正常PCB上并重复异常结果?

    没关系,您可以安排会议,也可以通过E2E向您发送朋友请求,以便我们可以进行更多沟通。

    此致,

    布莱斯

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    您好,Bryce,

    在降压和升压模式下(使用更好的电流探针),我获得了一些电感器电流的更新示波器,它看起来与 数据表中显示的不一样。 您是否认为这是由于电感器值过低或布局不理想导致的?

    谢谢!

    3.5V输入

    3V英寸

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    Dan,您好!

    感谢您的更新。

    这种差异是由于不同的输入电压,输入电压越小, 所需的切换脉冲越多,因此输出电压可以满足PFM阈值。 示波器可视为数据表波形的放大镜头。

    此致,

    布莱斯

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    直流-直流输入上有大量大容量存储电容(约700uF)是否可能导致设备在省电模式下变得不稳定?

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    您好,Bryce,

    在此“小故障”期间,即使输入电流为250mA ( 总计4.7V时为3节SR44电池),TPS6.1025万仍保持在省电模式下。 这会将蓄电池电压从4.7V拉至2V,即使输出上没有负载,TPS也会加热。 如果我在设备正常运行时给输出加载,我注意到当输入为2V时,设备在145mA左右退出省电模式。 是否存在在通电期间设备输入上的快速(100uSec,1 A)电流瞬变可能导致设备卡在省电模式下的情况? 当输入电压低于输出时,为什么设备会限制其开关,使其产生250mA电流消耗?

    正常操作,143mA,PS=开

    正常操作,145mA,PS=关闭

    异常操作,190mA,PS=开

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    您好Daniel:

    对于以上三个波形,为什么通道2 SW波形电压标度为200mV/div,它是否正确? 请仔细检查测量设置。

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    您好,Zack,

    范围中的探测器启动不正确。 它的电压为2V/div。

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    您好Daniel:

    对于最后一张图片'异常操作,190mA,PS=ON '。 您是否正确执行了当前探头校准? 当设备切换时,电感器电流应类似于三角形。  

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    这不是电感器电流,因为我无法从处于此模式的设备获取电感器电流。 这是一种螺旋式的设备遇到的问题。 电流(如果来自电池)。  

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    您好Daniel:

    正如我所强调的,布局很差。 您是否尝试将异常器件放在TI-EVM上,以查看此异常现象是否会重复出现。

    此致,

    布莱斯