主题中讨论的其他器件:TPS61022
大家好、
我对 TPS61236/TPS61235/TPS61022的 PFM 模式有疑问。
我想知道如何计算 PFM 模式下这些器件的纹波电压。
是否有任何材料可用作计算参考? 请告诉我计算方法。
此致、
石田山
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Ishiwata-San、您好!
很抱歉耽误你的时间。 请查看以下 PFM 机制的简化图。
当 TPS61022检测到电感器谷值电流降至指定水平时。 其内部 EA 被钳位。 然后 FB 斜升至 PFM 基准、即606mV。 在比较器延迟后、内部比较器将关闭两个 FET。 延迟以微秒为单位。
根据机制、在 IC 中未指定纹波设计。 它主要取决于内部比较器延迟、以及每个周期可提供多少能量转换器输出和输出电容。 延迟以微秒(~几 us)为单位、每个周期的能量可计算为 0.5*(VIN*TON)^2/L
通常、我们将其设为大约30mV-50mV、但在典型应用中。 我们可以控制并承诺每个 IC 都是 PFM 中 FB 电压的谷点。 为了降低纹波、有效的方法是增加输出电容。 另一种方法是增加电感器电感。
-文豪
Ishiwata-San、您好!
在两种模式之间切换时没有指定的阈值电压。 我们只有经过验证的典型阈值负载电流可用于在不同模式之间切换。 请参阅 TPS61022数据表中的如下图表。 如您所见、输出电流阈值取决于输入电压(也包括此处使用的电感器)。 典型阈值大约为200mA 至500mA。 决定模式开关的因素是电感值、输入电压/输出电压和负载电流。 另请注意、温度将对阈值产生影响。
我在 OOO 工作、从周末到下周周二。 下周我可以更详细地介绍这些内容。
-文豪
您好、Wenhao-San、
非常感谢您的回答。
阈值(200-500mA)是否为实际输出负载电流?
您知道用于切换模式的纹波电流的阈值吗?
客户在以下条件下计算了 PFM 模式下的上升纹波:
此计算是否正确?
条件:
输入电压:3V
输出电压:5.1V
延迟:10us (最差预期值)
频率:1MHz
COUT:150uF
L:1uH
计算:
TON=(1-Vin/Vout)*(1/f)=(1-3V/5.1V)*(1/1MHz)=412ns
1周期能量= 0.5*(Vin*Ton)^2/L=0.5*(3*412ns)^2/(1uH)=764nJ
10周期能量=764nJ*10=7.64uJ
ΔV =(7.64uJ/(0.5*150uF))^0.5=315mV
我期待您提供更多详细信息。
此致、
石田山
Shuji、您好!
请看下面我的答复。
阈值(200-500mA)是否为实际输出负载电流?
[WW]是的、它是在数据表中的典型应用下进行测试的。
您知道用于切换模式的纹波电流的阈值吗?
[WW]对于 TPS61022、电感器谷值电流为~170mA;在不同的温度下、电感器谷值电流会发生变化。
客户在以下条件下计算了 PFM 模式下的上升纹波:
此计算是否正确?
[WW]我会说延迟时间未指定。 纹波也会受到 PFM 中的负载和损耗的影响。 请参阅以下电感器电流图。 如您所见、在 PFM 中、电感器的能量将100%传递到负载+损耗。
在 TON 期间,内置电感器的能量为0.5*L*I^2。 电感器电流为 VIN*TON/L、因此产生和将要提供的能量为0.5*(VIN*TON)^2/L
但是、请注意、提供的能量不是100%用于为输出电容器充电。 损耗和负载将消耗能量。 因此纹波将小于该值。 PFM 模式下 TPS61022的典型纹波在仿真中约为10mV-30mV。
-文豪
Shuji、您好!
・PFM 纹波不能通过桌面计算进行计算。 这种感觉是否正确?
[ww]由于内部比较器的延迟时间未定义、因此很难获得精确的计算;从定性上讲、增加输出电容、减少单 脉冲中的能量0.5*(VIN*ton)^2/L 有助于减少 PFM 纹波;
是否有方法计算 PFM 频率?
[WW]我建议客户在其电路板上进行基准测试;
您在仿真中使用哪种类型的计算公式?
[WW]这是一种内部仿真、同时具有内部规格和典型外部规格。 未使用计算公式。
-文豪
Ishiwata-San、您好!
我检查了设计。 更糟糕的延迟时间情况是未定义的、我恐怕很难对其进行量化。
如何在高温/低温和正常温度下使用 TPS61022的原理图测试其 PFM 纹波、并据此为其提供一个值?
如果他们同时需要低 IQ 和低纹波、一种解决方案是在轻负载时关闭 TPS61022。 并在重负载下打开 TPS61022。 如果您可以分享更多背景信息、那么我可能会向客户推荐。 怎么样?
它是 IC 本身的静态电流。 它与 PFM 或 PWM 无关。 请参阅以下应用报告、了解 IQ 的定义:
许多转换器的 Iq 低于50uA。 请指定其输入电压范围、输出电压和输出电流、我可以为其推荐一个。
-文豪
Ishiwata-San、您好!
TPS61022绝对是适合您的条件的理想选择。
我认为我们走了错误的方向。 毕竟、客户关心的是最坏情况下的输出电压纹波、对吧?
较差的延迟时间未定义、因为内部比较器具有难以仿真的寄生效应。
为了使 PFM 中的纹波满足客户的应用需求、已在临界情况下进行仿真、以使我们建议的输出电容(10uF 和1uH)下的典型纹波为30mV、最坏情况为50mV。
-文豪