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[参考译文] TPS53647:原理图审阅、OCP 限制和输出电容

Guru**** 651690 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD95490Q5MC, TPS53647
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/986574/tps53647-schematic-review-ocp-limit-and-output-caps

器件型号:TPS53647
主题中讨论的其他器件:CSD95490Q5MC

您好!

我们已经完成了 TPS53647和4个功率级的设计- CSD95490Q5MC、可在电流为125A 时提供0.9V 输出。

我们将在引脚搭接模式下使用 TPS53647。

在数据表的第9页、最大 Imax 值为120A。 但在我们的设计中、我们需要125A 的连续电流。 因此、在 Imax 值设置为120A 的情况下、可以从输出中汲取125A 电流、而不会触发 OCP 事件。

此外、请查看随附的原理图以了解我们的输出要求。

请检查引脚搭接值以及 IMON 电路和补偿组件值、以了解输出要求。

还有一件事、TPS53647以500kHz 的频率运行、我们使用470uF 电容器、器件型号为 输出端的 EEFGX0D471R 作为此部件号 仿真中也建议使用该参数。 但是、当我们查看 EEFGX0D471R 的电容与频率间的关系图时、可以看到在500kHz 时、该图没有显示500kHz 时的任何电容值、如下所示:

我们是否需要选择其他器件型号 对于输出电容器、如果是、为什么在 Webench 仿真中使用它? 还请验证输入和输出电容器的值和数量。

e2e.ti.com/.../TPS53647_5F00_0V9_5F00_125A.pdf

谢谢、

Lalit

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    您好、Lalit -

    1-在 F-IMAX 引脚上、引脚电压设置 IMAX 值、量化为8位、是 VREF 电压的一小部分。 因此、对于125A、将引脚电压设置为 appx 0.835V。  

    2 - IMON 值用于可观察性。 我建议将电压设置为大约100k、电流为125A。  

    这是聚合物电容器的典型情况。 考虑到每种电容器类型的 ESR/ESL、每种电容器类型的阻抗与频率曲线将不同。 因此、您还需要在负载侧使用陶瓷电容器。  

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    您好、Matt、

    请查看您的意见中的问题:  

    1 -根据数据表、可设置的最大 Imax 值为122A、因此所需的最小电压为0.803v。 现在、在我们的原理图中、F-IMAX 引脚上的电压设置为0.808v。 那么、根据您的意见、将 F-IMAX 引脚的电压增加到0.835v 会将 IMAX 值实际设置为125A、还是可以将 IMAX 值设置为最大122A、如数据表中所述?

    2 -我认为控制器观察到 IMON 值、如果控制器在 IMON 引脚的帮助下测量的 Imax 值超过 Imax 的125%、则会触发 OCP 事件。

    数据表显示、将 IMON 引脚上的电压设置为0.85v 以获得所需的 Imax 电流。

    目前、IMON 值在与 IMON 引脚到接地的2.7nf 电容并联的49.9K 电阻器的帮助下配置为122A IMAX 电流。

    我的问题是、数据表显示、当通过 IMON 引脚感应的电流超过 Imax 的125%时、会触发 OCP 事件、对于122A Imax 值、结果为~152A、 由于我们的最大输出电流要求仅为125A、因此我们需要将电阻值从 IMON 引脚更改为接地、还是使用49.9K 电阻器来选择122A Imax 值是很好的。

    在这一点上、请提供帮助、因为我们不希望触发 OCP 事件以满足125A 输出电流要求。

    这里我们的问题是使用470uF (EEFGX0D471R)聚酯电容在这里有任何用途、因为 原始文章中所附的电容与频率间的关系图不显示500kHz 开关频率的电容值?

    现在、每个功率级的输出端连接了以下电容器:

    2x 470uF (聚电容)

    3x 100uF (陶瓷)

    1x 0.1uF (陶瓷)

    每个功率级的输出电流为31.25A。

    您能否验证我们是否需要修改输出端电容器的数量或值?

     

    此外、我们还有一个问题需要您的指导:

    在其中一个功率级的输出端、我们使用电流感应电阻 器来测量通过单个功率级的电流、然后计算来自所有四个功率级的总电流、只需将感应值乘以4即可。

    我们是否可以使用这种方法将电流感应电阻器与一个功率级结合使用、而将另三个电阻器直接连接到负载、而无需任何电流感应电阻器?

    使用电流感应电阻器的功率级输出端的电压是否会有任何变化、而不使用任何电流感应电阻器的其他三个电压会有变化?

    请提供您对上述问题的看法?

    谢谢、

    Lalit

      

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    [引用 userid="359464" URL"~/support/power-management/f/power-management-forum/986574/tps53647-schematic-review-ocp-limit-and-output-caps/3648550 #3648550"]

    我们是否可以使用这种方法将电流感应电阻器与一个功率级结合使用、而将另三个电阻器直接连接到负载、而无需任何电流感应电阻器?

    使用电流感应电阻器的功率级输出端的电压是否会有任何变化、而不使用任何电流感应电阻器的其他三个电压会有变化?

    [/报价]

    F-IMAX 引脚电压可从0V 变为 VREF (1.7V)、并量化为8位、满量程值为256A。 电气规格表仅列出了几个选项、这些选项将在生产的最终测试阶段进行检查。 其他值是可以接受的。  

    [引用 userid="359464" URL"~/support/power-management/f/power-management-forum/986574/tps53647-schematic-review-ocp-limit-and-output-caps/3648550 #3648550"]如果控制器在 IMON 引脚的帮助下测量的 Imax 值超过 Imax 的125%,我认为控制器会观察 IMON 值以触发 OCP 事件。

    将 Imax 值设置为125A 将提供~156A 的 OCP 阈值。 该器件中的 OCP 通过 ADC 将数据表中提到的环路"Isum"值数字化来在内部检测。  

    OCP 触发点不取决于 IMON 引脚设置。 这种语言只是建议您调节 IMON 电阻器、使其在满量程时为0.85V。 我在这里看不到49.9K 的问题。  

    [引用 userid="359464" URL"~/support/power-management/f/power-management-forum/986574/tps53647-schematic-review-ocp-limit-and-output-caps/3648550 #3648550"]

    这里我们的问题是使用470uF (EEFGX0D471R)聚酯电容在这里有任何用途、因为 原始文章中所附的电容与频率间的关系图不显示500kHz 开关频率的电容值?

    [/报价]

    POSCAP/OS-CON/钽/ElCo 等大容量电容器是正常的... 在开关频率下没有太大的有效电容。 参照我之前粘贴的 sketch、大容量电容器将是以蓝色列出的阻抗曲线。 然后、绿色、红色和黄色将是本地和负载侧陶瓷旁路的各种组合。 所有这些电容器类型的组合(以及低于其 FCO 的较低频率下的 VR 增益)提供了转换器的输出阻抗。  

    为了告诉您您是否有足够的电容或 MLCC 和体积的正确组合、我需要了解有关您的应用的更多信息。 负载暂态阶跃大小、压摆率和电压容差可接受的范围是多少?

    [引用 userid="359464" URL"~/support/power-management/f/power-management-forum/986574/tps53647-schematic-review-ocp-limit-and-output-caps/3648550 #3648550"]

    我们是否可以使用这种方法将电流感应电阻器与一个功率级结合使用、而将另三个电阻器直接连接到负载、而无需任何电流感应电阻器?

    使用电流感应电阻器的功率级输出端的电压是否会有任何变化、而不使用任何电流感应电阻器的其他三个电压会有变化?

    [/报价]

    这对我来说是可以的。  控制器的电流平衡环路将调整发送到该相位的导通时间、以适应与其他相位相比在该相位上产生的额外电压降。 这在概念上类似于不同相位之间的布局不匹配、这是控制器设计要处理的条件。  

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    您好、Matt、

    感谢您的快速响应。

    关于 TPS53647用于选择输出电容器的应用:

    我们使用 TPS53647为 Virtex- Ultrascale+ FPGA (XCVU47P)的 VCCINT 电源供电。

    我们将负载瞬态阶跃大小设置为62.5A、允许的电压容差为0.9V 的3%。

    因此、请检查以下每个阶段的上限值和数量是否足够:

    2x 470uF (聚电容)

    3x 100uF (陶瓷)

    1x 0.1uF (陶瓷)

    谢谢、

    Lalit

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    您好!  

    对于快速转换率(>VR 带宽)、4ph x 2 x 470uF + 4ph x 3 x 100uF =~5mF 总电容时、您应该可以正常工作。

    我确实建议检查 Xilinx 是否对 BGA 上的本地旁路有任何具体建议、因为此处显示的所有建议都是 VR 侧电容器。  

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    您好、Matt、

    很抱歉、回答较晚。

    是的、我们遵循针对本地旁路电容器的 Xilinx 建议。

    我还有几个问题需要您来完成设计:

    如前所述、我们在其中一个 MOSFET 的 o/p 上使用感应电阻器、您还回答说、为了适应额外的压降 控制器的电流平衡环路将调整发送到该相位的导通时间。

    我的问题是、为了 使上述方案正常工作、我需要在 检测电阻器之后连接 CSD95490Q5MC 的 VOS。 现在 VOS 引脚连接 到电感器的输出侧 、在感测 电阻之前?

    2.我对选择 LSet 电阻值感到困惑。 现在、原理图中的值为105k。 您能否在 我们的设计中检查这是否是正确的值? 我们使用150nH 电感器。

    3.如果您还可以验证补偿网络 值、这将对我们大有帮助。

    开关频率为500kHz、如前所述、我们在输出端使用以下电容器网络:

    4ph x 2 x 470uF + 4ph x 3 x 100uF

    补偿组件值为:Rcomp = 10k、 Ccomps = 560pF 和 Ccompp = 22pF

    谢谢、

    Lalit

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    您好、Lalit、  

    1-始终将功率级的 VOS 引脚连接到电感器的输出。 在这种情况下、它应该位于检测电阻器之前。  

    2-根据 CSD95490的数据表、LSet =105k 对于150nH 电感器是可以的。  

    3 -我已经仔细检查了补偿器。 该配置在加电时应保持稳定。