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[参考译文] TPS55340:在-10℃的低温下、PWM 调节不会启动

Guru**** 2535750 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS55340, TPL5110

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/1023258/tps55340-pwm-regulation-does-not-start-at-low-temperatures--10

器件型号:TPS55340
主题中讨论的其他器件: TPL5110

为了使用单节锂离子电池为我们的系统供电、基于德州仪器 TPS55340的直流/直流稳压器的设计满足以下要求:

  • 输入电压:3.6 ~ 4.2V
  • 输出电压:最大5V @ 3A

定制设计已根据 WEBENCH 电源设计器的建议完成。 电路正在生产中、系统已部署。

在器件验证过程中、我们在低温工作周期(-10℃ 48小时)内检测到了问题。 某些器件会出现与系统的持续重启回路相关的电池放电。

在进行故障分析后、我们可以得出结论:TPS55340直流/直流稳压器虽然所有输入信号都正确(输入电压在范围内且使能引脚处于高电平)、但尚未启动 PWM 控制。 发生这种情况时、通过电感器和整流器二极管在输入电压和输出之间建立直接连接、从而建立输出电压。

我们观察到、在环境温度下经过几分钟(~5分钟)后、PWM 调节开始工作。 否则、如果器件保持在低温状态、TPS55340在 Vin 复位至0V 并再次上电之前不会启动。 。

此事件令人发指、但某些器件会更频繁地出现每24次软启动1次事件的问题。

此问题的原因可能是什么? 在这些温度下、内部振荡器是否可能无法正常启动?

该 IC 是否适合长时间在这些低温下工作?

提前感谢您的支持

Esteve

  • 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。

    大家好、Esteve、

    感谢您的认真观察和分析。 为了帮助我了解问题、

    1. 低温测试循环中的测试条件是什么? Vin=?、Vout=?、Iout=? fs=? 您是否在测试期间始终监控这些参数?

    2.  在低温测试期间是否有任何事件(如输入/输出电压变化或其他事件)或参数变化(如负载变化)、除了温度下降至-10C 之外?

    3.温度下降到-10°C 时是否会出现此问题? 或在-10°C 的温度下会发生什么情况?

    4.您提到所有输入信号都是正确的。 您是否意味着 TPS55340停止工作后所有信号都正确? 还是在 TPS55340测试过程中所有信号都正确?

    非常感谢。

    志阳

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    您好 Zhiyang

     我需要澄清一下。 我希望这能帮助您理解这个问题。  

    1. 测试条件是什么...

    测试的正常预期条件分为三个阶段:

    1. 一个真正关断电路在75分钟的时间内断开 V_IN 真正关断电路对应于驱动 P-MOS MOSFET 栅极的 TPL5110。
    2. TPL5110计时器会打开 P-MOS MOSFET、为直流/直流稳压器供电。 在此阶段、V_IN 连接到电压范围为[3.90V、4.0V]的锂离子电池。 目标 V_OUT 为+5V、预期 I_OUT 平均电流为850mA、峰值高达2A。ƒsw 频率由 R_FREQ (47.5k Ω)设置、频率为983.33k Hz。 我们不会在测试期间监测 V_IN、因为直流/直流稳压器已断开连接且处于非活动状态。
    3. 由 V_OUT (+5V)供电的 MCU 执行测试、并在测试完成后设置 TPL5110 DONE 信号。 完成后、TPL5110计时器将 P MOSFET Drive 设置为高电平、将直流/直流稳压器与电源断开。

    当 TPS55340直流/直流稳压器未启动 PWM 控制时、问题出现在第2阶段。 如果没有 PWN 调节、V_OUT 等于 V_IN 电压减去肖特基整流二极管的电压。 在没有 PWM 开关的情况下、输入和输出之间有一个无法为 MCU 供电的无源路径。

    1. 是否有任何事件或参数更改...

    否、当 TPS55340直流/直流稳压器在75分钟的真正关断电路断开后通电时、第1级和第2级之间的转换中会出现此问题。

    1. 此问题是否在温度降至-10C 时立即发生? 。

    否、问题随机出现。 我们具有成功软启动的序列以及偶发事件(故障/成功率⅕)。 此问题在少数设备中更常见、其他设备工作正常、并通过48小时测试而不发生故障。

    1. 您提到所有输入信号都是正确的…

    从黑盒的角度来看、输入信号 V_IN 和 EN (ENABLE)是正确的、并且不会随着测试周期的变化而变化。 由于 PWM 调节未启动、预期输出不正确。

    此致

    Esteve

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    大家好、Esteve、

    非常感谢您的澄清。

    我的理解是、首先 TPS55340电路板/器件保持在-10°C 持续75分钟、然后 TPL5110 控制电路为+4V 输入电压、4/5 TPS55340电路板/器件调节 Vout=+5V 精细电压、1/5 TPS55340电路板/器件失去输出调节、从而导致 Vout=+~3.7V。

    对于1/5 TPS55340电路板/器件(Vout=+~3.7V)、将 TPS55340电路板/器件的 Vin 复位为0V、然后加电、TPS55340电路板/器件调节 Vout=+5V 正常。

    基本上、对于 TPS55340电路板/器件、上述两个操作都将 Vin=0V 复位。 TPL5110受控加电和第二个复位 Vin=0V 然后加电之间的主要区别是什么? 您能否测量 Vin 引脚、SS 引脚和 COM 引脚的瞬态波形?

    BTW、电路原理图表示控制器芯片的 GNDPWR 和 AGND 未分离。 对于引脚6、如果未使用、则应将其连接到 AGND。 对于引脚11、必须通过数据表将其连接到 AGND。  

    谢谢你。

    志阳

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    大家好、Esteve、

    这种情况是怎样的?

    谢谢。

    志阳

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    我们已在 NC (引脚11)和 SYNC (引脚6)连接到 AGND 且直流/直流正常工作的情况下重复执行低温测试。

    请修改数据表、更改 NC 引脚名称、因为7.2功能方框图中未显示、可以解释为未连接。

    SYNC 的误差是我的故障、数据表中的说明不是"如果未使用、该引脚应连接到 AGND "。

    感谢您的支持。

    此致

    Esteve