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[参考译文] TPS63031:TPS63031无负载运行

Guru**** 2510095 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63031, TPS63030, TLV733P

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/1004773/tps63031-no-load-operation-of-tps63031

器件型号:TPS63031
主题中讨论的其他器件: TPS63030

你(们)好

更确切地说、我的产品开发出遇到了问题、AT42QT1012触控芯片的操作。

我们拥有可穿戴设备的工程设计、该设备具有 AT42QT1012触控传感器芯片。 所有时间 MCU、LCD 被禁用。 用户可以通过触摸传感器启用器件。 启用后、系统必须在15分钟内自行关闭(根据数据表为+-10%)。

问题是当前设计无法稳定工作:器件由自己启用: 当我将系统放在桌子上时、PCBA 会在没有任何操作的情况下连接到电池、或者将其置于充电状态、在我不参与的情况下、触摸会定期打开和关闭。

在我们之前的 PCB 设计中、触控效果完美、但直流/直流消耗了大量电流。 我们更正了直流/直流连接的设计(如以下文章 https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/962067中所述)、添加了多个电阻器"0"、以便可以从 PCB 上断开组件。 现在直流/直流不消耗电流、但触摸开始自行开启/开启。 在之前的 PCB 设计中、直流/直流输出 始终如附图2所示。

但现在、当 DCDC 处于"节能模式"时、它的工作方式与附加的图像1类似。

当触摸为"ON"且系统开始运行时、直流/直流输出恰好为3.3伏直流电压、如所附的图像2所示。

我从 Microchip 收到的这个答案:

"如果电源中存在相当大的噪声、则可以观察到这种行为。 当触摸技术为传感器充电并测量存储的电荷时、充电和测量过程中电压的任何波动都会影响信号值、这些值可能类似于触摸(改变电容)。

因此、可能会发生这种错误检测。"

如何解决此问题并 均衡电压:消除波形?

已附加我的电源管理侧原理图:

谢谢

Evgeni

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    您好、 Evgeni、

    感谢您的详细描述。

    您能否帮助确认以下问题:

    >>>错误检测 由红色部分的高频噪声或 蓝色部分的低频纹波触发?

     

    >>>红圈中的高频噪声是由什么引起的?  我不认为这是由 PFM 模式引起的。

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    你(们)好。

    我不知道 何时在 红色部分或蓝色部分中发生误触发。 我不知道红色圆圈中的噪声是什么。 根据"IQ -它是什么、不是什么以及如何使用它"文档、TPS63031在电源安全模式(无负载运行)下工作

    您能 给我一些建议、让我了解如何在电源安全模式下消除噪声吗?

    谢谢。

    Evgeni

    e2e.ti.com/.../IQ-_2D00_-What-it-is_2C00_-what-it-isn_1920_t_2C00_-and-how-to-use-it.pdf

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    您好、 Evgeni、

        我不确定 红色部分中的高频噪声是由什么引起的、很抱歉、我实际上无法提供您的建议、 增加输出电容器可能会有所帮助。

        但低频纹波是由电源安全模式引起的、 由 TPS63031内部决定、是否可以通过将 SYNC 引脚连接到应用中的 VINA 来使 TPS63031在强制 PWM 模式下工作?

         以下是其他一些建议:

     >>>确保 错误检测由什么触发? 非常重要。

     >>如果 TPS63031触发错误检测,请找出哪个部分是高频噪声还是低频纹波?

     >>>如果是由低频纹波引起的,则不允许使用 FPWM 模式。 您似乎应该尝试其他解决方案。

     >>>为  AT42QT1012加电直流电源 ,以确保错误检测是由 TPS63031引起的

         

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    你(们)好。

    我断开了与 DCDC 的接触、并将其直接连接到充电芯片的 VBAT (它始终提供3.3至3.7伏的电池电压、具体取决于电池充电电平。 之后、触摸停止自动开启和关闭。 这意味着直流/直流转换器在节能模式下产生的电锯启动触控。

    在节能模式下使用直流/直流转换器的解决方案是什么、但没有 SAW?

    谢谢。

    Evgeni

    所附图片来自其他 PCB (无红色噪声、但反应相同)。

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    您好、Evgeni、

       感谢您的努力、是否可以提高有效输出电容 值? 这可能会有所帮助

       BTW、您能否帮助询问可接受的输出纹波值?

       我将尝试使用一些基于 EVM 的方法。

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    你(们)好。

    电源上的纹波电压应小于+/-25mV。

    什么是"增加有效输出电容值"?

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

       电容将随直流偏置而变化、如下图所示、该曲线取决于  电容器的材料和温度。

       BTW、增加输出电容有助于降低测试中的纹波电压。  希望它能解决这个问题

        

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    你(们)好。

    您能否描述一下您在测试中为降低测试中的纹波电压而采取的措施? 在架构中、哪个电容器已更改为哪个电容?

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

       很抱歉、 我错过了原理图中的 C19 C35、输出电容器更大、足以降低 纹波电压。

          除了 FPWM 模式是可以接受的之外、似乎没有任何方法可以解决基于 TPS63031的问题   

      

       我尝试了另一种解决方案 TPS63030、它没有什么不同、但输出电压由采用 TPS63031的电阻分压器设置。

       测试条件:27pF 电容器与  C2 C3的 R1总电容并联更改为47uF。  

       原理图如下所示:

          

      测试结果:输出电压的纹波为35mV、  如果您增加与 R1或 C2 C3并联的电容器、则会产生较小的纹波。

                 环路在测试中也是稳定的。                     

    那么、如果有可能、将解决方案更改为 TPS63030? 随附了数据表

          e2e.ti.com/.../tps63031.pdf

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    你(们)好。

    1.   原理图中的"输出电容器"、C12或 C13是什么? 增加其值的可能步骤是什么?
    2. 是否可以在  TPS63031的省电模式下启用 FPWM? 我该怎么做?
    3. 最后一张图片中的尖峰是什么? 是否可以将其删除?  μA 模式下 TPS63030的电流消耗是多少、低于50 μ A

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

       1.C19 C35 C12 C13是原理图中的输出电容器、可以将 C12 C13更改为22uF。

       将 PS 引脚连接到 VINA 引脚、然后 TPS63031将在 FPWM 模式下工作

       3.Spike 在上一幅图中是由负载瞬态引起的、它将不会存在于稳态中。   TPS63030的 电流消耗与相同

    TPS63031处于省电模式、它取决于负载、例如  组件的泄漏电流和  AT42QT1012的工作电流。

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    你(们)好。

    1.安装纹波阻断器是否有助于消除、消除或限制纹波、使其处于5-15mV 范围内? 比如  

    https://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=chartno_742 这不是 TI。 您可以提出您的芯片。 我需要解决这个问题。

    2. FPWM  模式下的电流消耗是多少? 在数据表中、没有有关此方面的信息。 如何将100%占空比配置为高电平(无纹波)?

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

       遗憾 的是、如 PSRR 曲线所示、纹波阻断器对低频纹波没有帮助。

       如果添加 纹波阻塞器是可以接受的、我们是否有机会使用 TPS63030更改解决方案?  

        总功耗可 通过公式计算: P=Vout*Iout/EFF (其中 Vout=3.3V;Iout 表示   AT42QT1012的工作电流和一些泄漏电流、我认为泄漏电流小于1mA;EFF 可在下面的蓝色曲线中找到)。

      或者、您能否向我展示  AT42QT1012的工作电流和 TPS63031的输入电压?  我将使用 EVM 板进行测试

        

      希望一切顺利。     

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    您好、 Evgeni、

        很抱歉在您的链接中检查某些器件型号。  它还包含一些在低频下具有高 PSRR 的产品、似乎能够解决您的问题。

        BTW、问题是否已经解决?   

    此致

    TAO

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    你(们)好。

    我没有开发板。 我目前正在 PCB 中寻找0402电容器替代、而不是 C12和 C13、这些电容器的值为15uF、18uF、22uF、27uF、以减少纹波、如您的测试结果所示。

    您能否更详细地解释一下您的意思:"它还包含一些低频高 PSRR 产品、似乎能够解决您的问题。"

    谢谢。

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

       随着封装更小且电容更大、 对于额定电压降低或材料更差的情况(例如 X7R 更改为 X5R)、有效电容可能会降低。 请细心一些。  

       如94325/45/55、PSRR 曲线附于下方。     

        

       

       您还可以在 TI.com 中找到许多类似的芯片、例如 TLV733P。

       注意: 添加 LDO 后功耗将更高、以降低效率

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    你(们)好。

    我已收到电容器15uF 和27uF、并将其替换在 PCB 上(您可以在图中看到)。 与2021年6月9日的图片不同、DCDC 运行时没有看到任何纹波更新。


    您能否向我提出 TI 代表的任何建议、以寻求决策并解决我的问题?

    我必须在省电和工作模式下使用稳定的3.3V 电压、而不会产生纹波。

    谢谢。

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    您好、Evgeni、

       感谢您的努力。 请注意、该测试基于 TPS63030、但不基于 TPS63031、并且与 R1并行添加了前馈电容器。

       您能否 向我展示有关"无纹波"的更多详细信息?   +/-25mV 是否正常?  我将与同事进行讨论。

    此致

    TAO

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    你(们)好。

    在哪里可以买到 您用于实验的 TPS63030开发板? 请给我提供链接。 我想尝试获得与您相同的结果(这是您的图片)。

    谢谢

    Evgeni

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    您好、Evgeni、

        您可以通过以下链接购买 EVM、请检查。         

        https://www.ti.com/tool/TPS63030EVM-417?keyMatch=&tisearch=search-everything&usecase=partmatches

        顺便说一下、您最近回复中附加的波形是一个瞬态测试、用于确保环路稳定。 请参考以下内容。

           

    此致

    TAO    

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    你(们)好。

    感谢您的链接。

    您能否在开发板上检查 一下我们在图片中看到的尖峰是否始终存在、是否定期出现、或有时出现的尖峰?

    此外、是否可以使用 PSpice for TI 仿真器来代替这些尝试来替换开发板中的电容器?  www.ti.com/.../PSPICE-FOR-TI

    谢谢

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    您好、 Evgeni、

        不用客气。

        尖峰仅在瞬态负载开关期间出现、 输出电流 从0.5A 变为0.1A、电流为250mA/us。  我想 确认、通过此测试、我的更改不会影响环路稳定性。  很抱歉、您会收到 这 种不必要的信息。

        这是 PSPICE 的一个好主意、 但您可能需要一些时间来适应此软件。  由于寄生参数、仿真和实际测量结果可能会有一些细微的差异、但总体趋势是相同的。  

    此致

    TAO

        

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    你(们)好。

    "尖峰仅在瞬态负载开关期间出现、 输出电流 从0.5A 变为0.1A、电流为250mA/us。  我想确认、通过此测试、我的更改不会影响环路稳定性。 "-  

    我想为自己澄清:
    此图显示了直流/直流在省电模式下的工作原理。
    2.这意味着在节能模式下没有尖峰? 这很重要、因为该尖峰会中断触摸(尖峰> 0.25mV)。
    3.您能给我一个 DC-DC TPS63030的原理图连接、您的电容器和电阻器会发生变化、以便能够在节能模式下工作、如最后所示(但没有尖峰):

    • 触摸触摸并打开 SIP 后、自动切换到工作模式(直流3.3伏)。
    • 关闭 SIP 并 禁用所有 PCB 外围设备后、自动切换到节能模式。

    4.根据 TPS63030 数据表,“如果平均电感器电流低于大约100mA,转换器就会停止工作”。 该值与 TPS63031中的值相同。 我处于工作模式的 PCB 在90mA 至110mA 之间工作。 根据我的方案、直流/直流是否会不工作、但会因为电流消耗低于100mA 而进入节能模式?

    谢谢。
    Evgeni

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    您好、  Evgeni、

       也许 我解释不够清楚、我想再次向您解释 如下。

       此图片是在 PWM 模式下使用瞬态生成的、以确保环路稳定。 它与 PFM 模式无关。 如您所知、在 PFM 模式下环路测试毫无意义、因为存在更大的纹波、环路与 PWM 模式不同。  

       

      此图是在 PFM 模式下拍摄的、测试中存在35mV 的低频纹波。  我更喜欢将高频信号称为"尖峰"、而将低频信号称为"纹波"。 很抱歉、这会让您感到困惑

         

      这里是测试中的原理图。 请注意红色部分  

       

      是的、如果 tps63030在降压 拓扑中工作、由于输出电流与电感器电流的平均值相同、因此它可能在 PFM 模式下运行、但纹波会小得多。 不同输出电流的纹波是不同的。

        升压/降压-升压拓扑中工作。 输出电流小于电感器电流的平均值。

        因此、我认为这对您的应用来说是可以的。

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    你(们)好。

    它是处于省电模式 TPS63030是在 PWM 模式还是在 PFM 模式下工作? 什么是  PFM 模式? 我在数据表中看不到有关这方面的任何信息。

    您能否使用 TPS63030提供2次测量、请执行以下操作:

    在省电模式下(无纹波和尖峰)。 消耗的电流是多少?

    2.在运行模式 下(无纹波和尖峰)。  

    在这两种情况下、电源上的纹波电压都应小于+/-25mV。  否则、该直流/直流不适用于我们的系统。

    谢谢

    Evgeni

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    您好、 Evgeni、

       对于昨天发送的用于校准的部分仪器、我的测试将会有一些延迟。  我希望   在下周三之前向您提供完整而详细的测试报告、这是否正常?

      我想您可以将下图视为 PFM 模式、但 TPS63030会有所不同。

       

    此致

    TAO

       

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    你(们)好。

    我知道。 没问题。 将等待您的测试报告。

    谢谢、致以诚挚的问候。

    Evgeni

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    您好、  Evgeni、

     感谢您的容忍、 请检查附件、希望它能帮助您解决问题。

    e2e.ti.com/.../ways-to-decrease-output-ripple-of-TPS63030-during-PFM-work.pptx

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    你(们)好。

    感谢您的测量。 这两种测量都意味着什么? 在哪个出口处测量绿色和压接颜色?  

    系统必须在省电模式下工作、不会出现纹波。 这些波纹是什么?

     TPS63030是否可以像在图片中一样正常工作、但不会出现尖峰?  省电模式下是否允许 PWM 模式?

    谢谢

    Evgeni

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    您好、  Evgeni、

    这两种测量都意味着什么? 在哪个出口处测量绿色和压接颜色?  

    绿色:电感器电流  压接:输出电压。   只需从另一个放大即可。 我想向您展示 PFM 的工作原理  

     TPS63030是否可以像在图片中一样正常工作、但不会出现尖峰?  省电模式下是否允许 PWM 模式?

    您是轻负载的意思吗? 然后、您应该选择 FPWM 模式。   

    如果节能模式下的负载增加、则工作状态将从 PFM 更改为 PWM

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    你(们)好。

    当 TPS63030 在 FPWM 中工作时、您能否使用它提供两次测量、请执行以下操作:

    在省电模式下(无纹波和尖峰)。 消耗的电流是多少?

    2.在工作模式 下(稳定的3.3V 电压、无纹波和尖峰)。  

    在这两种情况下、电源上的纹波电压都应小于+/-25mV。  这是可行的吗?

    谢谢

    Evgeni

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    您好、 Evgeni、

       您是不是说在 PFM/PWM 模式下(确保纹波小于±25mV) 无  负载进行消耗电流测试?   

    此致

    TAO

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    你(们)好。

    这意味着、我希望看到直流/直流在省电模式下具有高达25mV 的纹波、而不会出现尖峰。 这是可行的吗?

    Evgeni

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    您好、  Evgeni、

       当然可以。  如所示。 输出纹波小于25mV、没有 尖峰。您对此测试的结果有疑问吗?

    此致

    TAO

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    你(们)好。  

    我在我的设计中发现了这个问题。 我完全关闭了直流/直流电源、并使用低压降稳压器来稳定电压。 一切都很正常。

    结论:在省电模式下、直流/直流产生的噪声不允许触摸芯片稳定工作。

    非常感谢您的帮助和耐心。

    此致。

    Evgeni

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    您好、  Evgeni、

      很棒!!!  祝你度过美好的一天! 让我们保持联系。

    此致

    TAO