[参考译文] TPS51601A：可能的路由问题？

Nicholas、您好！

您是如何连接 SKIP 信号的？ 该器件看起来是在 DCM 下运行、因此我假设 SKIP 为低电平。 如果连接 SKIP 至高电平、则应在 DRVH 上看到方波(或接近)。

此致、

Weidong

BTW、该示波器脉冲中的输入 PWM 占空比为80%

不幸的是、我无法轻松地将电压上拉至电源。 如果我让跳过浮点、这是否足够了？ 在功能方框图中、我看不到该引脚上的内部上拉或电流源

 当我连接跳至 VCC 时、我获得连接。

随附了 circuite2e.ti.com/.../P7.pdf 的原理图

查看我提供的原理图、我发现 SW 引脚未连接到 Q4、Q5和 L8的节点。 当 I 跳线连接并向引脚3提供 PWM 时、DRVH 保持在 P5两端的电压、DRVL 保持在低电平。 移除跳线、让我返回到上面的状态。

Nicholas、您好！

感谢更新、是的、这说明了 DRVH 波形异常。

此致、

Weidong

奇怪的是、我可以轻松跳过缺失的连接、该部件似乎完全停止工作。 我验证了我仍在提供 PWM 输入、并仔细检查布局是否存在其他错误、但还没有看到任何问题。 我还在布局中验证了部件下方的外部焊盘是否连接到 GND。

此外、我能够焊接跳线以跳过、因此可以根据需要将其连接到高电平或低电平

您是否能够查看原理图以及布局？ 这是一个非常简单的设计、所以对问题的含义有点困惑

Nicholas、您好！

如果您已经将驱动器 FET /电感器之间的 SW 连接在一起、则原理图看起来正常。 中是否有显示 PWM、VIN、DRVH 和 SA 的波形？

此致、

Weidong

您好、Weidong：

如上所述、我发现该器件在完成此连接后不想运行。 我发现、尽管在引脚3上应用了 PWM 信号、但 DRVH 上的直流电平将仅跟随 SW 引脚上的电平。

经过一些实验、我发现当施加 PWM 时、如果 SW 引脚上已经存在电压、该部件将不会启动。

我通过移除电流感应电阻器 R122来确认这一点、该电阻器从电感器上移除了电池电压。 完成此操作后、我注意到在施加 PWM 信号时该部件仍然无法启动。 然后、我发现我需要一个与输出电容器 C369和 C370并联的泄放电阻器来对其进行放电、并将网络下拉至 GND。 这使得部件能够正常运行。

我发现、一旦器件运行、我就可以将电池连接到电感器、电路将继续运行、 向电池提供电流。  

我有一些想法可以针对我的特定应用解决此问题、其中最好的应用是(到目前为止)使用 MOSFET 将电池与电路隔离、直到该器件开始工作、然后使用合适的驱动器打开 MOSFET

我意识到、该器件主要用作开关电源中的控制器。 在我看来、任何反馈到输出中的电压都会干扰器件的运行。 这将包括输出电容器上的任何残余电荷。 在我看来、需要一个泄放电阻器来确保这个部件的正常运行。 在我的应用中、我故意通过将电池连接到(通常是什么)"输出"来向器件反馈电压。

这有道理吗？

除了上述启动问题外、我现在可以很好地工作该部件。

是否有解决此问题的建议？ 我连接了一条示波器迹线、其中显示了器件运行后的 DRVH (绿色)和 Vout (黄色)。

PWM (绿色)

DRVL (黄色)

如果 可能、我还想与您讨论一些其他发现。 现在、我似乎正在处理与 SW 和 BST 之间的 RC 网络有关的一个微不足道的问题。 我接近解决方案、但需要了解该部件的人提供一些意见

如果我不能解决这个问题，我将不得不寻找另一种解决办法。

我想我终于将我的问题隔离到了电源定序、并想在您做出回应时讨论一些可能的解决方法。

你(们)好

您能否解释一下您的发现与电源定序完全相关的内容、以及您需要解决该问题的建议？ 我们可以对其进行审查。

此致

Yihe

大家好、感谢您再次光临！

如果您没有该电路、我附上了该电路的原理图。

如果在 Vcc 被施加之前(或者在 Vcc 加电期间)我有一个电池+上的电压、那么这个部件看起来会被锁定。

如果我允许 Vcc 在对 BATTER+施加电压之前加电、则该部件将可靠工作。 (我应该说明电池+为系统的其余部分供电，包括 Vcc 电源(5V) ))

我通过断开 BATTER+和 R122之间的网、让 Vcc 加电、然后关闭网来发现这一点。 正确加电部件后、我可以按预期使用 PWM 对其进行控制。

我确信、我可以通过将 MOSFET 与 R122 (在 R122之前或之后)保持一致来解决这个问题、并在 Vcc 出现后将其偏置。 这将需要一个额外的 N 沟道 MOSFET 来处理满负载电流(需要额外的散热)、以及一个驱动器来将栅极电压驱动至足以完全增强栅极电压(因为源极电压将在 BAT+上、其范围为7V 至15V) 此类驱动器还需要我添加一个能够使输出电压达到大约15V 的电源。

我认为我还可以在网络中使用 MOSFET、将 Q4、Q5和 L8的节点连接到 SW。 此 MOSFET 不需要处理负载电流、但仍需要驱动器和额外的电源。

为了确认这些结果、我还需要做一些其他测试。 我想就如何正确加电这个部分提出一些其他想法、这个部分可能很简单、但执行起来比上面所说的更便宜。

e2e.ti.com/.../2816.P7.pdf

>>我认为我还可以在网络中使用 MOSFET，将 Q4、Q5和 L8的节点连接到 SW。 此 MOSFET 不需要处理负载电流、但仍需要驱动器和额外的电源。<<

我在该网络中尝试了一根跳线、使其保持断开状态、直到为器件通电、然后再连接。 该器件工作正常、但顶部 MOSFET 过热、电流仅为1A。 我认为长跳线可能会使 SW 上的信号失真、因此不确定 SW 网络中的 MOSFET 是否是一个好主意。

你(们)好

感谢您分享。 我们将有合适的团队成员查看此内容并返回给您。

此致

Yihe

还有事吗？

Nicholas、您好！

很抱歉耽误您的回答。 请确认跳过引脚连接。 它连接到零还是一个？

如果连接到零、则可以通过电感器电流变为零并进入不连续模式来解释这一点。

最棒的

赵

Nicholas、您好！  

我将尝试帮助您解决您的问题。

您能不能在原理图中告诉我不同电源轨的电压电平是多少。

请将第一个 PWM 输入的波形发送到51601A。  

开关频率是多少。

此外、Q15的用途是什么

谢谢

Rama V./

引脚3上的 PWM (绿色)

Fsw 为250KHz

Q15用于在电池连接到 P5时提供反极性保护

供参考：当太阳能阵列电压<电池电压时、Q7可防止电池电流回流过连接到 P4的太阳能阵列。

当太阳能阵列电压(sa_in)>电池电压(电池(BAT+)+2V 时、我打开 Q7

VCC = 5V

V (sa_in)是太阳能阵列电压、电压范围为9V 至21V

BATTER+是介于7V 至15V 之间的电池电压

同样、如果我允许 Vcc 在施加 BATTER+之前出现、(即、如果我移除 R122、为51601加电、然后更换 R122) 、则电路将完美工作。

SKIP 引脚连接到低电平、如原理图所示。

>>如果连接到零，则可以通过电感器电流变为零并进入不连续模式来解释这一点。<<

我修改了一个板、以便可以连接跳过高电平。 这对我的问题没有影响。

好的。 这说明了启动问题。

DRVH 由 BST 至 SW 的浮动电源供电。

BST 至 SW 上的电容需要充电至~5V 才能启动。 通常、在低电压降压转换器应用中、输出不会预充电、因此 SW 为零或接近于零。 如果 SW 高于4V 左右、BST 电容器永远不会为第一个 PWM 脉冲充电。  

因此、您所做的任何权变措施都必须确保 SW 节点的电压不会高于1V 左右。

希望这对您有所帮助

谢谢

Rama V./

这种解释与我在测试中看到的内容完全一致。  当 BST 电容器充电时、部件将正常工作。 如果我对 BST 电容放电并尝试在施加 BATTER+(即、SW 节点上的电池电压)的情况下启动器件、则器件将不会启动。

我的权变措施是在 R122之前或之后使用 MOSFET、并将100k 电阻器与 C370并联。 在51601完全上电之前、MOSFET 将关闭、并且电阻器将释放电容器电荷。

我想不到一种更简单或更经济高效的方法来保持 SW 节点在加电时处于低电平、而不会影响器件的运行。

感谢您的任何建议。

是否有针对 SKIP 引脚的建议？

我包括了一些 DRVH 示波器截图、其中 PWM 输入占空比为70、80和90%

我是否应该在跳接低电平时看到这种情况？ (断续模式)

对于 SKIP 引脚、我建议将 SKIP 连接至5V。 这将确保 FCCM。  

如果您的控制器具有可变频率、则跳过低电平功能可实现更高的轻负载效率。

对于固定频率 PWM、最好保持高跳频。 如果您希望将来能够灵活地研究这一点、则可以将0欧姆电阻器从跳转到 GND 和5V。 但从跳到5V 开始。

将 MOSFET 与 R122串联是一个有损耗的选项、不是一个好主意。

但是、您可以使用与将此 MOSFET 与 R122串联的相同控制信号、并执行以下操作：

如果您可以在 PWM 启动之前生成小脉冲、则可以通过简单的 NPN/PNP 驱动器将该脉冲发送到 Q5。

Q5将导通并为 BST 电容器充电、以便为开关做好准备。

注意：有充分的理由这样设计51601A、以避免低侧 MOSFET (设计中的 Q5)导通。

这是支持 CPU 预偏置启动所必需的。 但您的应用是不同的。

Rama V./

我同意、考虑到额外的功率损耗、让另一个 MOSFET 与 R122一致并不是最佳解决方案。 我喜欢在上短暂脉冲 Q5的想法、但是、这将在连接到 P5的电池(通过 R122、L8和 Q5)上短路、并且具有非常高的电流、并且可能导致破坏性电压骤降和其他潜在的不良后果。

我想在电池的低侧安装一个 MOSFET、但接地不能正常工作。 我实际上计划做的是将 MOSFET Q7从现在的位置移至净"SRP"。 由于我 不添加另一个 MOSFET、因此不会产生任何额外的功率损耗、CSD18502在完全增强时具有非常低的 RDS (ON)、因此我可以承受大约0.4W 的小功率损耗。 然后、我可以使用 Q7解决此问题、同时它还提供其原始功能、即在太阳能电池板电压低于电池电压时、防止电流从电池(P5)回流到太阳能电池板(P4)。

您对此有何看法？

我还确认、为了使该应用正常工作、我确实需要跳过连接至5V 的电压。

是的。 跳过电压可连接至5V。 如果您希望在未来实现轻负载效率、并且还可以选择将 SKIP 连接到 GND、则由您决定。

关于启动问题、串联 MOSFET 的功能和连接以及位置是您的要求。

但将其移至 SRP 网络意味着电流将更高、因为降压电感器电流将高于输入电流且 FET 处于浮动状态。

如果您想考虑对 Q5选项进行脉冲、只需提供一个窄脉冲(类似于正常运行的 PWM 低电平时间)。

这不会灾难性地增加电感器电流。  

只有您应该确保在每个启动周期完成此操作、并注意所有其他故障场景等

Rama V./

我尝试了您对 Q5脉冲的想法。 如果脉冲保持足够短(如上所述)、电感器应限制电流

由于我无法在原型上实现 CPU 控制的驱动器电路，我执行了以下操作...

(笑声) 我使用限流电源(电流限制为1A)为系统供电、并使用连接到+5V 电源的测试导线快速地短接至 Q5至+5V 的栅极、几乎立即损坏51601。 1A 电流限制本可以防止对该环路中的任何组件造成任何损坏。

我在应用 PWM 之前执行了该测试。 如果此测试成功、则发生的最严重情况是、当 SW 节点为0v 时、我将在电荷环路中流动高达1A 的电流。 如果51601能够承受、它应该在施加 PWM 时启动工作。  

我认为 51601 可能不喜欢我将 DRVL 引脚驱动至5V、同时它保持该输出为低电平。  

我还想使用常闭继电器代替 MOSFET、并在输出电容器上使用高值泄放电阻器。 上电后、我可以短暂地为继电器通电以将其打开、然后让其关闭。 该方法在测试期间有效。

好的。 请继续使用适合您的方法。 最重要的是、我们知道您最初遇到的问题的原因和解决方案。

但是、电源上的1A 电流限制对您执行的测试没有帮助。

流入 FET 的能量将来自2000uF 电容器。

即使使用10V 的电池电源、电容器也会充电至10V。  

因此、执行 CV^2计算、该值将足够高、足以损坏 FET。

因为具有测试导线的抽头可能超过几 ms、而可以控制1-2us 脉冲。

我将其保留给您、使其符合您的要求。

请告诉我我们是否可以解决该问题。

谢谢

Rama V./