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[参考译文] TPS51125：电感器和纹波电流

admin
Guru**** 2514515 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS51125

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/1027764/tps51125-inductor-and-ripple-current

器件型号：TPS51125

团队好、我们的客户有一些问题可能需要您的支持。

根据 TPS51125RGET 数据表、纹波电流 与使用的电感器成间接比例。

直流/直流转换器的纹波电流在电源路径中的 EMC 测试过程中导致了问题、我们在其中看到了开关频率。 因此、我们尝试将电感器从1、5uH 增加到15uH。 但是、尽管电感现在是原来的十倍、但纹波电流仅为原来的1/2。

如果我们将电感增加十倍、为什么纹波电流不是其初始值的1/10？

更进一步、数据表指出、纹波电流应约为最大输出电流的1/4至1/2。 为了避免运行不稳定、纹波电流不应太低。  

纹波电流是否存在一定的限制、以避免不稳定的运行？

您是否有工具/Excel 工作表来计算稳定性参数？

如何测量转换器运行是否仍然稳定？

希望得到您的帮助。

谢谢你。

-Mark

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

     

    [引用 userid="392210" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1027764/tps51125-inductor-and-ripple-current "]如果我们将电感增加十次、纹波电流为什么不是其初始值的1/10？

    15μH 在输入电压、输出电压、开关频率或磁通饱和引起的电感中存在机会、则应通过将电感从1.5μH μ H 增加到 μ H、将开关频率下的电感纹波峰峰值降低90%(到值的1/10)。  如果您要测量电感纹波电流的1/2变化、我建议您检查其他因素、尤其是电感的饱和电流和开关频率。

    [报价 userid="392210" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1027764/tps51125-inductor-and-ripple-current "]是否存在纹波电流不能低于的特定限制以避免不稳定的运行？

    稳定性限制并不严格取决于电感纹波电流、而是取决于纹波电流产生的输出电压纹波。   

    TPS51125使用 TI D-CAP 模式控制、这是自适应恒定导通时间的一种形式。  该控制依赖于输出端的纹波电压、以在恒定导通时间脉冲之间保持稳定的开关频率。   数据表第24页的公式8提供了在反馈引脚上保持20mV 纹波的计算方法。  如果电感器纹波电流变得过小、并且输出电容器没有足够的 ESR 来在输出端产生最小纹波、则 TPS51125将从功率级"突发"脉冲、然后等待一段较长的时间以使输出电压恢复。  这可能是您观察到的结果。

    [引用 userid="392210" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1027764/tps51125-inductor-and-ripple-current "]您是否有工具/Excel 工作表来计算稳定性参数？

    为确保 D-CAP 模式控制的稳定性，我建议选择 ESR 为零频率的输出电容器(1 /(2 * Pi * ESR * Cout)) 小于或等于标称开关频率的1/4、Cout ESR 足够大、可确保输出端的开关频率纹波最小为10mV。

    如果无法满足这些要求、则应在电感器上放置一个 RC 观测器、并将其电容耦合到反馈中以提供所需的同相纹波。

    您可以在此处找到相关的确定说明- https://www.ti.com/lit/an/slva453/slva453.pdf 

    [报价 userid="392210" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1027764/tps51125-inductor-and-ripple-current "]如何衡量转换器运行是否仍然稳定？

    D-CAP (和其他恒定导通时间控制器)的不稳定情况不同于具有集成器的电压和电流模式控制器的不稳定情况。  通常、观察稳定的开关频率足以确定半滞后环路的稳定性、而无需 RCC 注入反馈。

    使用 RCC 注入时、可以使用 Look 注入和网络分析器来测量小信号稳定性、从而生成类似于电流模式控制的波特图。  有关操作说明、请访问 https://www.ti.com/lit/an/sluaaf4/sluaaf4.pdf 

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

    尊敬的 Peter James：

    感谢您详细回答我的问题！

    这里是 我到目前为止进行的一些测量。 每次测量均在2A 和6A 负载以及1.5uH 和15uH 条件下完成。

    第一个是来自 TPS51125RGET 的+V5路径的输出电容器上的电压纹波。

    第二个示例显示了电压纹波以及顶部和底部栅极电压。

    第三个是在+V5电感器上测量的电流纹波。

    此处是静态负载为2A 时转换器反馈引脚上纹波电压的额外测量值。

    这是原理图的当前版本

    https://ticsc.service-now.com/sys_attachment.do?sys_id=3d9d228b1b023410602cf715464bcbce

    如果您认为 TPS51125RGET 在使用15uH 电感器时仍保持稳定运行、请告诉我。

    谢谢！

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

     

    遗憾的是、您尝试嵌入的图像/文件似乎有问题、我无法查看它们。  您是否使用"插入->图像/视频/文件"选项并上传您想要链接的文件、或者您是否尝试剪切图像并将其粘贴到窗口中？

    遗憾的是、文本编辑器允许您将剪贴板中的图像剪切并粘贴到文本窗口中、它似乎可以正常工作、但如果没有上传功能、这些图像将不可供其他用户使用。  您能否尝试使用文本框下方菜单中的"插入"项目以及"图像/视频/文件"选项来上传图像？

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

    我使用 了"插入->图像/视频/文件"选项 、并使用了我在 客户支持案例(CS0640595)中上传的图像的链接

    这次我将尝试使用上传选项。

    TPS51125RGET +V5路径输出电容器上的电压纹波

    电压纹波以及顶部和底部栅极电压

    在+V5电感器上测量的电流纹波

    静态负载为2A 时转换器反馈引脚上的纹波电压

    原理图的当前版本

    e2e.ti.com/.../TPS51125RGET-schematic.pdf

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

     

    随着纹波注入的更新、开关看起来良好且稳定、电感器电流测量也是如此、尽管输出纹波测量看起来不稳定、纹波振幅峰-峰值不跟踪导通时间、 尽管电感器电流纹波减少了10倍、但1.5uH 和15uH 电感器之间的纹波幅度几乎不变。

    这让我相信纹波是测量问题的结果。

    1) 1)确保示波器探针的接地夹连接到转换器本地的接地端、而不受接地差分的影响。

    2) 2)确保只有1个示波器接地夹连接到被测板。  大多数示波器使用一个公共接地线、将所有示波器探针的接地连接短接。  接地夹连接到电路板上的多个位置、接地到接地的变化在示波器输入之间进行分压。  使用10：1探头时、此差异放大10倍。

    3) 3)确保板上的任何"接地"连接与示波器共用一个通用的"接地"。  大多数示波器的接地输入连接到其电线上的"接地"引脚、如果连接到被测电路板的另一个设备使用不同的"接地"连接、 该连接也连接到电路板、因此可以在这些"接地"连接之间产生较大的接地到接地电流。

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    TI__Guru**** 2514515 points
    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。

    非常感谢您的大力支持。 它帮助我了解了转换器的工作原理以及如何确定其工作是否稳定。