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[参考译文] TPS61202:当 Vin gt (Vout - 200mV)时输出纹波过高-查找解决方案或替代 IC

Guru**** 669750 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61202, TPS61022, TPS63802, TPS61023
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/1130707/tps61202-too-high-output-ripple-when-vin-vout---200-mv---look-for-solution-or-alternative-ic

器件型号:TPS61202
主题中讨论的其他器件: TPS61022TPS63802TPS61023

您好!

 

我们正在寻找具有以下规格的升压转换器:

 

VIN = 5.20V 至1.50V

VOUT = 5V、200mA

 

升压转换器的输入电压(Vin)是视频处理模块的5V 外部电源输入。

升压转换器的输出用于为必须在输入电压斜降期间正常工作的电子器件供电(未计划的功率输入损耗)

我们的目标是在输入电压达到1.5伏之前、仍具有5V 电压(具有200mA 的拉电流能力)。

 

在常规运行条件下(在断电阶段之外)、输入和输出电压将大致相同。

但是、由于 Vin 电压容差和升压转换器输出的精度、我们可能处于不同的情况:

Vin > Vout (例如 Vin = 5.2V 和 Vout = 4.9V)

Vin < Vout (例如 Vin = 4.8V 和 Vout = 5.1V)

 

在输入电压大于输出电压的情况下、我们可以对直通模式感到满意、但由于转换器的工作模式发生变化、我们在所有条件下都需要干净的输出、而不会产生大纹波。

 

 

TPS61202测试:

我们评估了 TPS61202组件(评估板)。

使用此组件时、只要输入电压低于4.8V (Vout = 5V)、一切都能完美工作、输出电压纹波也非常好。

但是、对于输入电压= 4.9V 或5V 或5.1V、我们在输出端获得非常高的纹波(->在60 KHz 的极低频率下大于120 mVpp)

TPS61202_VIN-5V_VOUT-5V_200mLoad MultiTrace (光标:Δ T = 16us、Δ V = 120mVpp)

TPS61202_VIN-5V_VOUT-5V_200mLoad SingleTrace  (光标:Δ T = 16us、Δ V = 120mVpp)

 

MODE 引脚的状态不会发生任何变化、该组件似乎在具有高振幅、低频纹波的 PFM 模式下工作。

您是否认为此组件的行为正常、或者是否是有缺陷的 EVAL 板?

使用此组件、您是否认为当输入电压接近输出电压时、输出端可能会产生低纹波?

 

我们尝试在输出端放置一个更大的电容器(680uF OSCON)以减少纹波、但通过这样做、我们最终销毁了组件(在故障后:TPS61202的 Vin 引脚几乎短路)!

在上一次测试(故障前)中、我在运行期间(很可能)连接了一个放电的电容器(680uF 22mR)到转换器的输出端!

但是、我感到惊讶的是、只要销毁组件就足够了、组件对于这种应力似乎不是很可靠。

对此有何评论?

 

 

TPS610022:

我们还将 TPS61022确定为该转换器的可能候选器件。

我们尚未评估此组件。

但是、对于这个组件、我们可以读出这个注释:VIN = 0.5至5.5V ->在启动前输出电压预偏置> 0.7V

在 TPS61022EVM 原理图上、我们可以读取 Vin = 0.5至5.5V、但不存在用于输出预偏置的二极管、没有预偏置会产生什么后果(无启动、IC 中存在应力...)?

 

 

TPS63802:

我们还将 TPS63802确定为该转换器的可能候选器。

我们尚未评估此组件。

对于该组件、由于运行模式 BOOK/BUCK-BOOST/BUCK 的变化而产生纹波的风险是什么(即使我们可以在数据表中阅读:该器件在所有模式之间提供无缝转换)。

对于5V 输出、3种模式之间的 Vin 转换值是多少?

 

 

我们的用例的最佳候选项是什么?

欢迎提出任何意见和建议

 

感谢您的支持

  • 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。

    您好、Michel、

    感谢您的联系。

    在升压转换器的直通模式(或降压模式)下、VOUT = VIN-Vdrop、VOUT 将大于您设置的常规电压。  因此、如果您希望在 VIN 从1.5V 变为5.2V 时 VOUT 始终等于5V、则必须选择降压/升压转换器、或者如果您可以接受当 VIN>5V 时 VOUT 略大于5V、则升压转换器可能更合适、因为它的价格更低。

    关于 TPS61202的故障问题、具体情况是什么? 比如 VIN、IOUT?

    对于 TPS61022、除非添加 了预偏置 VOUT>0.7V、否则它不支持 VIN>4.8V、您可以参考数据表中的此部分:

    也许您可以选择 TPS61023、它可以支持大于4.8V 的 VIN、而无需任何预偏置 VOUT。  

    此外、启动时的 VIN 是什么? 在启动前将其降至1.5V? 由于 TPS61023在启动时无法支持 VIN<1.8V、但在启动后、它可以支持的最小 VIN 将为0.5V。

    此致、

    Nathan

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    感谢你的答复。

    首先、对我们的用例进行一些澄清:

    如我们的服务请求中所述、当输入电压大于输出电压时、我们可以接受直通模式。

    因此、在这些情况下、Vout 将跟随输入电压(在 Vin 最大值的情况下可能达到5V2)、输出也将跟随输入电压的纹波和噪声电平。 但是、由于转换器的工作模式(升压<->直通)发生变化、我们无法接受大纹波。 我们需要在升压/直通之间进行无缝转换。 当 Vin 在高于和低于 Vout 时、还必须正确管理目标电压(可能需要在升压/直通之间的阈值上有一些迟滞)。

    我们只需要在 Vin 下降时运行 Vin = 1V5、因此我们可以接受在 Vin 上升时启动1V8甚至2V5的解决方案。

    有关 TPS61202的备注:

    我们在数据表中没有找到说明 Vin > Vout 情况下的操作的内容。 但 TSP61202EVM 的规格(5V 输出)为 Vin = 0.3至5.5V、因此当 Vin>5V 时、我们可以预期组件的行为良好。

    我们的主要问题是、了解我们观察到的此组件的情况是否正常、或者是否可能是有缺陷的 EVAL 板?

    第二个问题是: 当使用此组件的 Vin 接近 Vout 时、您是否认为可以在输出端获得低纹波?

    我们可以忘记 EVAL 板的故障问题,我无法100%确定导致该故障的条件(我认为 Vin 是5V1,Iout = 200mA,放电470uF 22mR ESR 连接到输出端)。  

     

    有关 TPS61023的备注:

    我们还确定了该组件、但该组件在轻负载时可在自动 PFM 中工作(无模式引脚强制 PWM)。 根据图8-9、我们认为我们将始终处于轻负载模式、纹波将太高、无法满足我们的需求(我们的目标典型值为10至20mVpp)。 这就是我们没有考虑此组件的原因

     

    有关 TPS61022的备注:

    添加二极管进行预偏置后、您是否认为该组件符合我们的目标规格?

    -如果 Vout 跟随 Vin (包括 Vin 的噪声和纹波),则可以在 Vin > Vout 目标时执行该操作

    -在所有条件下均具有低输出纹波(10至20mV、具有适当的 Cout 和输出滤波功能)

    -升压/直通之间的无缝转换(包括 Vin 在高于和低于 Vout 目标电压的几 mV 范围内漂移的情况)

     

    我们最后的建议 TPS63802是什么:

    对于该组件、由于运行模式 BOOD/BUCK-BOOST/BUCK 的变化(即使我们可以在数据表中阅读:该器件在所有模式之间提供无缝转换)而产生纹波的风险如何?

    对于5V 输出、3种工作模式之间的 Vin 转换值是多少?

    对这些值的迟滞?

    您认为组件是否符合我们的目标规格?

     

    感谢您的帮助、欢迎您提出所有建议和意见

    此致

    米歇尔·伯森

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    您好、Michel、

    感谢您的详细解释。

    关于 TPS61202、 故障不应是正常情况、但我不确定具体原因、因为缺少更详细的信息。 我想这可能是由芯片过热引起的、因为高侧 FET 在启动期间将在饱和区工作、它将具有更大的功率损耗、如果您的输出电容器过大、启动时间将非常长、 因此、FET 可能会因过热而损坏。

    此外、我认为 没有方法可以根据您的要求获得理想的低纹波。

    关于 TP61022、我将在进一步检查后告诉您结果。  

    关于 TPS63802、在不同模式之间转换时会出现一些瞬态行为、因此我认为在所有条件下、它可能无法满足极低纹波(10~20mV)的要求。

    此致、

    Nathan。

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    您好!

    我们对纹波(10-20mV)目标的关注主要是在正常运行期间、这意味着当输入电压接近(+/- 5%)输出电压时。

    因此、对于 TPS63802、如果降压/升压运行的范围足够宽、我们可以始终处于该模式以进行常规运行(在我们 的功率斜降之外)、  

    这是我提出问题的原因:

    - 对于5V 输出、3种工作模式(BOOT、BUCK-BOOST、BUCK)之间的 Vin 转换值是多少?

    ——它是否具有某种迟滞的价值?

    感谢您的支持。

    此致

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    您好、Michel、

    因此、根据我的理解、只要输出电压 稳定且稳态下的纹波约为20~30mV、那么您可以接受降压/升压转换器在不同模式之间转换时会出现一些过冲或下冲、对吧?

    此致、

    Nathan

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    是的、但是如果 Vin 在稳定运行期间在高于和低于 Vout 目标电压的几 mV 值(例如+/-5%)徘徊、我们希望保持在同一运行模式(降压-升压)、以避免由于转换为仅升压或仅降压而持续出现过冲/下冲。

    因此、最好能回答我的两个问题:

    - 对于5V 输出、3种工作模式(升压、降压/升压、降压)之间的 Vin 转换值是多少?

    -它的值是否具有一定的迟滞(以及迟滞幅度的顺序)?

    非常感谢您的帮助

    此致

    米歇尔·伯森

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    您好、Michel、

    感谢您的解释、我将与 支持降压/升压转换器的同事一起查看您所需的信息、并在稍后向您提供反馈。

    此致、

    Nathan

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    您好、 Michel、

    对于5V 输出、TPS63802将在输入电压约为4.4V 时进入降压/升压模式、并在输入电压约为4.05V 时再次进入升压模式。

    是的、迟滞大约为300mV。

    此致

    TAO

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    您好!

    感谢仅升压<->降压/升压转换的价值

    降压/升压<->降压转换是否有价值?

    我们可以假设与另一个转换相比有某种对称性:当输入电压上升到5.95V 以上时输入 BUCK,当输入电压下降到5.6V 时返回 BUCK-BOOST?

    我们已订购 EVAL 板以检查实际工作条件下的运行情况。

    感谢您的支持

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    您好、 Michel、

    BUC<->BUCK-BOOST 转换的电压大约为5.4V 并且没有迟滞。

    BTW、TPS63802的最大输入电压应为5.5V。

    此致

    TAO