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[FAQ] [参考译文] [常见问题解答] TPS61032:在连接电池时立即烧毁

Guru**** 2327070 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61032
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/1031890/faq-tps61032-burning-out-right-when-connecting-battery

器件型号:TPS61032

您好!

我在电路中使用升压转换器 TPS61032、但我发现在将3.7V 的锂电池电压施加到其输入端后、它会立即烧毁并使整个电路短路。 我将使用以下值按照其数据表上的建议设计进行操作:L1=6.8uH、C1=10uF、C2=2.2uF 和 C3=220uF (钽电容器)。

我在其他线程中看到、使用此组件时 PCB 布局非常重要、我想知道其中一些线程是否离 IC 太远。 不过、我不明白这会如何导致整个短路。 我的履带宽度为0.4mm。

这是与  TPS61032相关的布局。

谢谢

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    您好、Manuel、

    您不能只将单个迹线用作任何直流/直流转换器的电源平面。 这是一种非常不利的布局。 请严格按照 EVM 中的布局建议进行操作。 以下是一些注意事项:

    芯片下方的外露焊盘应是实心接地、我们强烈建议第二层为接地层;

    SW-VOUT-GND 是一个非常重要的环路。 如果环路布局不佳、转换器的 HSFET 和 LSFET 都可能有损坏的危险;

    所有有关 SW、GND、VBAT、VOUT 的布线都应使用实心电源平面/多边形;不允许布线。

    -文豪

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    感谢您的建议 Wenhao。 然后、我将尝试改进布局。 您认为这种情况为什么会发生? 布局是否会引发某种尖峰?

    另一方面、我还在 tps61032数据表中读出、输入电容器(C1)、电感器(L1)和输出电容器(C2)应尽可能靠近 IC 放置。 您认为我的当前设计中也可能会有这样的情况吗?

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    您好、Manuel、

    布局、尤其是 VOUT 引脚->输出电容器->PGND 引脚的环路超薄、长且包含通孔。 这会使过多的 ESL、ESR 进入环路、并向内部 FET 引入大电压应力。 此外、可以流动大电流的 VBAT、SW 走线非常细、这会通过在控制电路内引入噪声来使器件运行异常且不可预测。

    请参阅 EVM 布局、因为数据表中的布局使用 QFN 封装。 您的是 TSSOP。

    -文豪

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    文豪

    非常感谢。 修改布局似乎 改进了电路。 TPS61032 目前尚未进行细分。 我现在遇到的唯一问题是、它的输出从4.6伏跳到4.9伏。 我使用的是固定5V 输出版本。 我想这与输出电容器有关吗?

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    您好、Manuel、

    请使用 ESR 大于30m 的钽电容器、在5V 偏置下有效电容大于22uF。

    -文豪

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    I AM 使用的输出电容具有以下规格:220uF (电容)、200m Ω 100KHz (ESR)、+/-10%(容差)、10V (额定电压)、是钽电容。

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    您好、Manuel、

    感谢您的澄清、您能否与我分享您在 VOUT 上获得的更新布局和波形? 谢谢!

    -文豪

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    我现在使用3层:

    GND (另请参见此层上的 SW:引脚1和2)

    输出电压

    VBAT

    我没有研究输出波形、因为我没有示波器。 我注意到这种波动、使用万用表测量输出电压。 我可以看到的值从4.6v 变为4.9v。 一旦输出达到4.9v、它会返回到4.6v、等等;这让我认为问题与电容器有关、但我不确定问题的位置。

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    您好、Manuel、

    我现在看到的一个大问题是、为什么您只为电感器的输入电压使用过孔? 电感器的输入走线应较宽且稳定。 当您看到 Vout 波动时、输出电流是多少? 如果您在出厂前更新了 Altium Designer 文件、请将其与布局分享。

    -文豪

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    您好、Manuel、

    为了更好地了解升压布局、您可能需要首先阅读以下应用手册。 我看到您可能对升压转换器的工作方式没有基本了解。 在我进行布局检查之前、您最好具备一些相关背景知识

    实现良好的升压转换器 PCB 布局的五个步骤

    -文豪

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    文豪

    感谢您共享该文档。 这实际上是我第一次实施升压转换器、我不希望布局如此重要、很抱歉、我对它的了解有限。 我现在按照 文档中的提示修改了布局:

    GND

    软件

    输出电压

    VBAT

    C2和 C3是输出电容器。 我将它们放在 IC 附近、尝试使用多边形;我认为它们现在很宽。  现在、与电感器的连接也更宽、 并且具有更多过孔。 C1是输入电容器。

    您认为这应该提高输出吗?

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    您好、Manuel、

    感谢您努力修改布局。 学习体验总是需要一些时间甚至是一些痛苦。 请根据您的布局参考以下建议。 这个比前一个更能接受。

    顶部:

    请将 L1稍微向下移动一点、以便 SW 走线 尽可能短。 SW 网络的噪声很大、因此我们始终希望缩小其尺寸以缓解 EMI 相关问题;

    请在 C1、C2&C3 GND 引线附近添加一些 GND 过孔、以使其连接内部接地层。

    C2的电容是多少? 2.2 μ F 是好的;

    -文豪

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    谢谢您的这些建议。Wenhao。 我已移动 L1来缩短 SW 连接。 考虑到没有内部接地层、我对您提到的 C1 C2和 C3 GND 过孔有点困惑。 我的所有 GND 层都在顶层、因此这些过孔不会连接到任何东西? 是的、C2为2.2uF

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    您好、Manuel、

    我建议您至少放置1或2个完整的内部 GND 层、以降低 EMI 并提供更好的开关电流传导。 这是我们通常针对直流/直流电源采取的最佳实践方法。 如果您有更多问题、请在 E2E 中启动另一个主题。 谢谢!

    -文豪