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[参考译文] TPS546D24A：0.85V 输出电压降、在-20°C 的温度下、在0.5小时内下降3-4次。

admin
Guru**** 2391665 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS546D24, TPS546D24A

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/1103414/tps546d24a-0-85v-output-voltage-drop-in--20-c-3-4-times-in-0-5hours

器件型号：TPS546D24A
主题中讨论的其他器件：TPS546D24、

您好的团队：

 最近、我发现 TPS546D24有问题。 目前、使用3个并联器件输出120A 电流。 当两个器件在-20摄氏度的低温下运行时、电压将突然下降至0V、然后恢复。 在这种情况下没有过流，负载约为40A。 稍后、在我将 BOOT 引脚的0.1uF 电容器更改为0.01uF 后、问题不再出现在下一个1周温度周期测试中。 我想问的是、更改该电容值后会受到什么影响？ 我仍然不明白为什么在改变电容值后它变得更好。 我担心将来会有问题。 手册建议将其连接到0.1uF。

 或者、在这种情况下、我是否可以使用其他方法进行双重检查？  TKS、以获取您的支持。

 输出电压波形如下所示。 在一个温度周期测试中、它在0.5小时内显示3-4次。

 

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    上传 3个并行器件的 SCH 以供参考。

    e2e.ti.com/.../TPS546D24_2D00_drop-at-_2D00_20_B000_C.pdf

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    您好、Allen、

    我们的美国团队将在下星期一进行审核。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    随附的原理图存在许多不遵循数据表原理图和布局建议的问题、这些问题可能会导致此问题、包括：

    1) 1)旁路 BP1V5到 AGND

    2) 2)未包含高频2.2nF-10nF PVIN 至 PGND 旁路电容器

    3) 3)未能通过直接走线将 AGND 引脚直接连接到 IC 下方的 PGND 外露散热焊盘(EP)。

    如果需要电阻器来破坏 AGND 和 PGND、它们应位于 AGND 引脚和 AGND 网络之间、以便 AGND 可直接连接到外露焊盘。

    4)将 VDD5旁路至 AGND

    降低 BOOT 到 SW 的电容会增加 BOOT 到 SW 在高侧 FET 导通期间的压降、从而降低 MOSFET 的驱动电压、并在高侧 FET 关断和导通期间减慢 SW 上升时间。  降低的栅极驱动电流可能是您在低温下看到性能提高的原因。  减少的栅极驱动会增加开关转换时间、从而减少噪声的产生。

    我不会降低 C6211、而是建议将 R9500从0Ω Ω 更改为2.2或3.3Ω Ω、以更有效、更一致地限制导通 FET 转换率。

    此外、我还会推荐(器件1的参考标识符)

    移除将 BP1V5旁路至 AGND 的 C6227、以消除 AGND 引脚路径中的数字 BP1V5噪声

    将0.1μF μ F 旁路电容器更改为4.7nF 旁路电容器、以改善50-200MHz 区域的阻抗、从而将 PVIN 至外露焊盘引脚接地环路区域的最低环路路径更改为4.7nF 旁路电容器、  

    移除 C6242 (VDD5至 AGND)旁路电容器。

    如果可以修改布局、请移除 AGND 和 PGND 之间的电阻器、如果需要断开网络、请将其放置在 AGND 网络和 AGND 引脚之间。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    尊敬的 Peter：

     关于此主题： 将0.1μF μ F 旁路电容器更改为4.7nF 旁路电容器、该电容器将 PVIN 至外露焊盘引脚接地环路区域的最低环路路径更改为4.7nF 旁路电容器、以提高50-200MHz 区域的阻抗、  

     您是否意味着我将 PVIN 的所有0.1uF 电容器更改为4.7nF？

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    不可以、不要将所有电容器全部更改、只需将最接近的1或2 100nF 电容器更改为4.7nF。  我们的实验发现、理想位置是 PCB 背面 PVIN 引脚下方的0402电容器、在外露焊盘的焊盘区域使用多个过孔、并在设计规则允许的情况下使用多个靠近 PVIN 引脚的过孔。

    使用 PCB 的背面、而较大的"主"电容器则使用顶部、这有助于这些小型高频电容器最大限度地减小其互感路径并最大限度地提高其阻抗优势。

    0402尺寸4.7nF 电容器具有大约100MHz 的自谐振频率、这是 SW 振铃趋向于振铃的频率。  这使得电容器在该频率下比100nF 旁路电容器更好地降低噪声、但100nF 电容器有助于在更长的时间内支持 PVIN 电压。

    但是、与使用0.1μF μ F 电容器不同 、通常最好以1/3 / 3x 的比率扩展差值。  例如33nF、0.1μF μ F 和0.33μF μ F。 这可最大限度地减少单个电容器自谐振频率下的谐振。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    尊敬的 Peter：

    Tks 请您提供反馈，根据 您的建议，我已对设备进行了修改，更改列表如下：
    1. C6211 C2521 C2554改回0.1uF、R9550 R2147 R2160从0欧姆更改为1欧姆
    2.将 PVIN 更改为 C6208 C8116 C2356、从0.1uF 更改为4.7nF C6210 C8116 C2353、从原来的0.1uF 更改为33nF、它们靠近 PVIN 引脚。

    以上修改是否正常？


    到目前为止、在低温下未发现输出压降问题。

    但 C6227 C6242未按如下所述进行修改。这是否会产生任何影响？

    移除将 BP1V5旁路至 AGND 的 C6227、以消除 AGND 引脚路径中的数字 BP1V5噪声

    移除 C6242 (VDD5至 AGND)旁路电容器。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    [引用 userid="515753" URL"~//support/power-management-group/power-management/f/power-manageming-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drop-in--20-c-3-4- time-in-0-5-hours/4093810]#4093810]可以进行上述修改吗？

    是的、这些修改看起来正常。

    [~引脚 userid="515753" url="/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drop-in--20-c-3-4-time-in-0-5hours/4093810#4093810]
    到目前为止、未发现低温下的输出电压降问题。[/quot]

    很高兴听到这个消息。  这些变化应该已经减少了由从 PVIN 汲取电流的开关节点上升沿引起的 PVIN 压降。

    [引用 userid="515753" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-manageming-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drop-in--20-c-3-4-time-in-0-5-hours/4093810]C623810[#c6227]、但以下引用中未修改任何效果。

    BP1V5和 VDD5电源轨包含高 di/dt 噪声。  通常、绕过这些电源轨(BP1V5至 DRTN、VDD5至 PGND) 用于将此高 di/dt 噪声远离模拟接地引脚、因为模拟接地引脚用作 TPS546D24A 内部的零电压基准、而模拟接地域中的电流会在基准中产生噪声。

    虽然这可能与观察到的关断无关、但它可能会增加基准和输出电压上的低电平、低频噪声。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    尊敬的 Peter：

     Tks 为您提供详细说明。 我想向您更新一些情况：

    1.老龄化8的客户设定如下修改、但未去除  BP1V5和 VDD5的上限、在2周内工作良好。

    [~引脚 userid="515753" url="/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drop-in--20-c-3-4 time-in-0-5hours/4093810#4093810]1"。 C6211 C2521 C2554改回0.1uF、R9550 R2147 R2160从0欧姆更改为1欧姆
    2.将 PVIN 更改为 C6208 C8116 C2356、从0.1uF 更改为4.7nF C6210 C8116 C2353、从原来的0.1uF 更改为33nF、它们靠近 PVIN 引脚。[/引用]

    2.客户选择8组中的两组来去除  BP1V5和 VDD5的电容，一组在1周内工作正常，另一组在1周后出现相同的问题。

    因此、我想与客户同步评估案例①而不移除  BP1V5和 VDD5的电容。 基于您之前提到的此修改和效果。 是否有任何测试可以再次确认以平衡这种情况？

     为您的耐心而 Tks、并提前 Tks。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    由于包含 VDD5至 AGND 和 BP1V5至 AGND 旁路电容器的主要预期影响是 AGND 噪声增加、因此我建议评估影响的测试为：

    1) 1) VOUT 噪声比较

     交流输出电压测量值为每分段100μs μ A、监控谷值到峰值电压范围。  20MHz 带宽受限。  在进行此测量时、仅需1个示波器接地点非常重要。

    2) 2)如果使用 READ_VOUT 函数、则进行 READ_VOUT 噪声比较

     在稳态条件下反复轮询 READ_VOUT、并记录 READ_VOUT 值以进行中值和标准差评估。

     您可以使用 TI 融合软件的遥测记录功能来帮助实现这一点。

    3) 3)如果使用 READ_IOUT、则进行 READ_IOUT 噪声比较

     在稳态条件下反复轮询 READ_IOUT、并记录 READ_IOUT 值以进行中值和标准差评估。

     您可以使用 TI 融合软件的遥测记录功能来帮助实现这一点。

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    尊敬的 Peter：

     Tks、请您发表评论。我将再次确认此案例。

     但是、专注于 有问题的机器、我 仍然检查现在发生了什么。 当我将  BOOT 更改为 SW 电容器从0.1uf 更改为0.01uf 时、此问题似乎才会消失。

    [引用 userid="515753" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-manageming-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drope-in--20-c-3-4-time-ine-0-0-5-hours/410494#v5]1 、在一周内删除同一个问题后、并在一周内删除另一个问题。

    我发现 开关频率叠加在输出波形上、如下所示。 这可能会导致问题？

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    输出端的543kHz 方波脉冲很可能是示波器探针拾取磁通耦合或差分接地噪声的测量伪影、也可能是输出电容器上施加高频电感阻抗分压器的 ESL 造成的。  

    如果它足够大、足以触发 VOUT_OV_WARN 或 VOUT_OV_FAULT 比较器、则可能会触发关断、但否则不应导致关断问题。

    至于声称"问题仅在 Cboot 从0.1μF μ F 更改为0.01μF μ F 时消失、我认为客户之前说过他们使用0.1μF μ F 电容器和1Ω μ F 串联电阻运行了8块电路板、 它可以在2周内无问题地工作、这是否发生了变化？

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    尊敬的 Peter：

     我将再次检查 PWM 波形。

    [ 0.1μF userid="13277" URL"~μ C/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1103414/tps546d24a-0-85V-output-voltage-drop-in--20-c-3-4-time-in-0-5-hours/4108472 0.01μF 0.1μF 1Ω、因为我认为该电阻器已从先前的电阻器系列中删除、而认为该电阻器问题仅在客户声称的情况下消失、并且在 C4108472系列中删除、 它可以在2周内无问题地工作、这是否发生了变化？[/引述]

    关于这些项目， 他们使用0.1μF Ω 电容器和1Ω Ω 串联电阻器运行了8块电路板，并且可以连续2周正常工作-->正确。

    但这种修改不会移除 BP1V5和 VDD5的电容、他们挑选了2块板、然后又移除了、问题再次出现、 这就是客户感到困惑的原因。

     因此、他们评估了两种解决方案：

     1、0.1μF μ F 电容器和1Ω Ω 串联电阻器+ 而不移除 BP1V5和 VDD5的电容；

    2.将 Cboot 0.1μF 更改为0.01μF μ F。

    您对这些解决方案有什么意见吗？

     

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    TI__Guru**** 2391665 points
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    我不能0.01μF 将 Cboot 更改为 μ F。  在高侧 FET 导通期间 BOOT 到 SW 上引起的压降将导致大于设计的电流流经内部 VDD5以引导二极管、并且高峰值电流可能会导致性能下降或器件随时间故障。  为了减少振铃和噪声、建议使用的减少开关节点上升时间的解决方案是在 Cboot 电容器上添加一个串联电阻器。

    不需要 BP1V5到 AGND 和 VDD5到 AGND 电容器、 但在客户应用中似乎需要、这可能是由于转换器周围其他元件的布局所致、例如 Avin 旁路至 AGND、PGND 和 AGND 连接、PVIN 旁路至 PGND。  如果客户在移除 BP1V5至 AGND 和 VDD5至 AGND 旁路电容器时发现问题、他们可以使用添加的电容器安全地操作器件。