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[参考译文] TPS7A49:电压具有波动信号

Guru**** 666710 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A30-49EVM-567, TPS7B8250EVM, TPS7A47
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/1046760/tps7a49-voltage-have-fluctuation-signal

器件型号:TPS7A49
主题中讨论的其他器件:TPS7A30-49EVM-567TPS7B8250EVMTPS7A47

 大家好、我们公司生产的产品中已经使用了两个芯片 TPS4901DGN 和 TPS3001DGN 一段时间。 可能有数以万计的芯片投入使用、并且它们一直在正常工作。 最近、我们在新产品上使用了这两个芯片、发现输出电压有问题。 新产品的使用环境差异在于电路板会振动。 由于整个电路板在振动环境中工作、TPS4901/TPS3001的电压输出将产生与振动信号一致的电压波动。 由于 TPS4901和 TPS3001是传感器且运算放大器已通电,因此电压波动信号最终会进入模拟转换电路,因此只要电路板发生振动,就会在 ADC 处收集与振动对应的振动波形。

TPS7A4901 电路原理图、TPS3001是类似的。

PCB 板图片、多层板、棕色是 GND 层

为了找出电压波动的原因、我们替换了 R80和 R79、或者用0.1%精密电阻器替换了这两个电阻器、但输出电压波动的现象没有变化。

稍后、我们在敲击电路板时测试了 FB 引脚、发现在敲击电路板时 FB 引脚的电压会波动。 当然、相应的输出电压也会随之波动。 电压波动的幅度与抽头强度成正比。 比例关系、强度越大、波动越大。 就电流测试而言、频率响应范围可能在1K 以内(我们使用振动台对其进行了测试、低频振动也发生了变化、感觉就像 MEMS 传感器效应)

 

测试后发现 TPS4901和 TPS3001具有相同的波动特性、这两个 IC 的输入电压在实验过程中不会波动。

查看实验测试结果的视频文件、谢谢!

e2e.ti.com/.../Video-of-FB-pin-voltage-change-when-tapping.mp4e2e.ti.com/.../Video-of-output-voltage-amplitude-change-when-tapping.mp4

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    您好、Yu、

    您是否尝试移除 C125? 陶瓷电容器通常为压电式电容器、可以像这样对振动做出电气响应、因此我想知道它是否是导致这些波动的电容器。

    此致、

    Nick

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    大家好、感谢你的帮助。 我刚刚进行了一项测试。 删除 C125没有改进。 唯一的变化是输出电压的噪声将变得更大。 这也是该电容器的原始功能。

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    您好、Yu、

    如果您可以给我几个工作日、我可以自行进行一些测试、然后再返回给您。

    此致、

    Nick

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    您好、Yu、

    我今天实际上能够做到这一点。  

    我使用  TPS7A30-49EVM-567再现了您看到的尖峰。 我在电路板上使用了默认电容器。  

    我尝试移除了电路板上的所有电容器、希望能够滤除 LDO 不稳定引起的振荡、以便我可以尝试隔离 LDO、但我没有成功。

    我的工作台上还有另一个 EVM (TPS7B8250EVM)、我执行了相同的测试、结果显示了相同的行为。 我怀疑陶瓷电容器是导致这些电压尖峰的原因、但我无法验证。  

    此致、

    Nick

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    感谢您!根据电流测试、我认为这是芯片的内部原因、因为我直接对 R79短路、当输出电压变为1.2V 时、输出电压将波动、这意味着 FB 电压将波动。

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    您好、Yu、

    确实、如果输出电压波动、FB 电压将波动、但无论波动机制如何、情况都是如此。 如果 IC 外部的输出存在一些噪声源、则 LDO 的控制环路将需要有限的时间来响应、即使它不是在 IC 内部发出、您仍会在 FB 引脚上看到噪声。  

    我有另一个想法来测试它。 请给我1-2个工作日来执行测试。

    此致、

    Nick

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    你(们)好 Nick

    您的测试是否有任何更新?

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    您好、Yu、

    我尝试通过连接相对较软的~6来从电路板上移除陶瓷电容器。 连接到它们、这样振动就不会对它们产生太大的影响。 我仍然观察到尖峰、但这次它们更小。 此外、当我直接抽头电容器时、有一个大得多的尖峰、我认为陶瓷电容器是最主要的问题。  

    我曾与设计人员讨论过这一点、他们认为看到几 mV 的尖峰非常大-他们可能会期望通过这种方法在封装上产生的应力可能会产生几百 uV 的电压、因此这再次表明陶瓷电容器是问题所在。  

    这是旧设计问题中的新问题吗? 我的意思是、您以前是否设计过这种嘈杂、振动的环境、现在还没有看到这个问题?  

    此致、

    Nick

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    很抱歉、您需要很长时间才能回复您的帮助。 当芯片用于我们公司的旧产品时。 由于旧产品的尺寸相对较大、因此在测试过程中不容易产生振动、因此没有特别注意。 此问题是在小尺寸的新产品中发现的。 由于产品尺寸较小、因此在测试过程中容易振动、因此我们发现这种异常情况。 经过分析、我们发现这是电源问题。 实际上、它不仅仅是振动。 只要我们握住电源板并前后缓慢摇动它、低频波动的电压就会叠加在输出电压上。

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    您好、Yu、

    如果您只是通过按住电压并移动电压来摇动电压、这是一种奇怪的行为。 您是否也将此行为与 LDO 隔离了?

    此致、

    Nick

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    另一个问题:  

    您是否在输出的同时观察到 LDO 的输入侧? 您是否在输入端看到大致相同幅度的相同尖峰?

    此致、

    Nick

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    当我进行测试时、我特别注意 TPS4901的输入电压、并且在整个测试期间输入电压没有变化。 无论 TPS4901的输出是否与负载完全断开、输出结果都是一致的。 正如我之前所说、电压波动将受到电源板振动频率的影响、从而产生相应的电压波动频率。 频率范围介于0Hz 和1kHz 之间。 用手握住电路板相当于电路板受到低频振动。因此、电压也会产生与振动频率一致的波动。

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    您好、Yu、

    我明白了。 我不确定我们可以在这里做些什么、因为没有一种很好的方法来完全隔离要测试的 IC (即我们无法完全移除输出电容器)、如果电压尖峰来自 IC、我们也无法对此采取任何措施。 您是否希望获得不同的器件建议?

    此致、

    Nick

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    感谢您耐心地回答了我的许多问题。 同时、我很高兴接受您向我们推荐其他更好的解决方案、谢谢!

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    您好、Yu、

    仔细观察后、我认为没有 P2P 替代方案。 您是否对非 P2P 器件开放?

    另请注意、不能保证另一个器件不会表现出这种行为、因为这不是经过测试的结果。

    此致、

    Nick

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    请建议一些非 P2P 器件

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    您好、Yu、

    假设您仍然需要软启动功能、TPS7A47看起来是唯一的选择。  

    此致、

    Nick