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[参考译文] TPS63010:泄漏电流问题

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63010
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/999284/tps63010-leakage-current-issue

器件型号:TPS63010

您好!  

 我们在企业移动电话设计中使用 TPS63010YFFR。 我们观察到一些电路板中 TPS63010的泄漏电流存在问题。

我们设计中的 TPS 原理图如下所示:

  • TPS 的输入为4V (RAW_DC)
  • PSN 引脚(3V3_Mode)由基于 I2C 的 GPIO 扩展器驱动

测量泄漏电流的设置如下:

  • 4V 的输入被馈送到电路板、而无需为电路板供电。
  • 在一些电路板中、大约可以观察到6mA 的泄漏电流、大约在我们拥有的15个电路板中的4个电路板中。
  • 如果通过拉低使能引脚来禁用 TPS63010、则不会观察到泄漏电流、从而证明泄漏确实是由 TPS63010引起的。
  • 电路板首次上电时会观察到该泄漏电流。
  • 如果电源被移除并立即反馈、则不会观察到泄漏电流。
  • 如果在输出电容器完全放电(大约需要10-15秒)后移除电源并反馈、则会再次观察到泄漏电流。
  • 高电流和正常泄漏电流情况下的输出电压均约为3.25V。

我们已经捕获了具有和不具有泄漏电流的波形(LX1、LX2、VOUT 纹波)。 请查找附带图像的文档。

e2e.ti.com/.../TPS63010-Waveforms.docx

我们尝试了以下实验:

  • 将 PSN 引脚与 GPIO 扩展器隔离、并通过0 Ω(R41050)将其下拉至接地、仍然观察到泄漏电流(~6.2mA)。
  • 通过移除输出串联电阻(R41046)隔离连接到 TPS63010的负载、泄漏电流仍然保持不变。
  • 我们将 TPS63010芯片换用在正常电路板和不良电路板之间、问题出在 IC、即正常电路板开始显示泄漏电流、而不良电路板正常。 我们使用不同的板组进行了两次该实验、观察结果是相同的。

随附了 TPS63010的布局部分供您查看。

e2e.ti.com/.../TPS63010_5F00_LAYOUT.pptx

由于此问题不能在所有电路板中重现、因此我们很难找出此泄漏电流的根本原因。

请回顾设计和观察结果。 如果您需要我们的任何意见、请告知我们。

在我们即将进入该产品的大规模生产阶段时、您及时的建议和意见对我们来说将是非常宝贵的。

谢谢、

Naveen

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    您好、Naveen、

    在所连接的波形中、不良电路板似乎在强制 PWM 模式下工作、而良好电路板在 PSM 模式下工作。 是否确定所有电路板 IC 的 PS 引脚信号相同?  如果 IC 在强制 PWM 模式下工作、则输入电流将更高且效率 较低。  在工作台 EVM 测试期间、泄漏电流为5.8mA 强制 PWM、而在 PSM 模式下为0.053mA。  

    我认为、当负载很小甚至是开路时、使所有电路板 IC 的 PS 引脚在 PSM 模式下工作可能会降低泄漏电流。

    此致、

    俞宗怡

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    Eric,您好,感谢您的回答,如何将此 IC 设置为 PSM 模式?

    还会增加 该问题的现象、

     当我们缓慢地将输入电压降至3.6V 以下时、 此问题就会消失。

    如果我们首先插入一个低电压电池(低至3.6V)、同样没有这个问题。

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    您能帮您留下电话号码吗? 我想你在中国。 非常感谢。

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    尊敬的 Eric:  

    我们在反馈电阻器 R41048上放置1nF 电容器、该问题似乎已经解决。 我们在三个坏板中尝试了这种方法。 请告诉我们您的想法。

    谢谢、

    Naveen

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    您好、脑

    可通过将 PS 引脚设置为低电平来启用 PSM 模式、具体可在数据表的8.4.4中找到。  PS 输入支持标准逻辑阈值电压。 请确保 PS 设置为低电平、您可以测试 PS 引脚电压并测量 LX1、LX2波形以进行确认。 在提供的 LX1和 LX2波形中、不良电路板的 IC 仍 在切换。

    抱歉、我的电话号码不方便、因为 E2E 网站 已打开。  我将跟踪问题的进展、直到问题得到解决

    此致、

    俞宗怡

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    您好、脑

    请尝试在矩形区域中放置一个陶瓷电容器。  不确定这是否是由布局引起的。 SG4100也是什么?

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    您好、Jasper / Eric

    我们发现、我们可以通过将1M 电阻和180K 电阻更改为500K 和90K 来解决此问题、但我们不知道是否会出现其他问题。 TI 能否为这两个基于 IC 设计的电阻器提供一些建议?

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    您好、脑

    通常、无需在反馈电阻器上并联一个电容器、因为 IC 被设计成具有良好的环路稳定性和足够的裕度。 kΩ 反馈电阻器、R41049的建议值应低于500 μ A、以便设置流经电阻分压器的电流大约是流入 FB 引脚的电流的100倍。 R41048取决于所需的输出电压。

    现在、通过调整反馈部分以更改环路函数、可以解决问题。  不确定 PCB 布局是否会导致此问题、布局似乎存在几个问题:

    SG4100是什么? IC 的 AGND 和 PGND 似乎未连接到靠近 IC 接地引脚的一个节点。 电源接地和控制接地应连接到不同的节点并连接在一起、以最大限度地降低接地噪声的影响。 这可能导致 IC 无法正常进入 PSM 模式。

    电源路径较长、输出电容器远离 IC。 通常情况下、对主电流路径和电源接地轨道使用宽而短的布线。 输入容量、输出容量必须靠近 IC 放置。

    通过放置多边形而不是几个 mil 磁道、应将 IC 的多个引脚(例如输入电压、输出电压、VSEL)连接到电源或 GND 路径、以缩短 电流环路的长度。

    此外、在这种情况下、IC 应在 PSM 模式下工作。 您可以测量 LX1、LX2、Vout 纹波的波形(直流耦合、3.3V 失调电压)、以确认 IC 是否成功进入 PSM。

    此致、

    俞宗怡

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    尊敬的 Eric:

    是的、您是对的、从布局来看、SG41000/SG11001/SG41002似乎对原理图无用。

    布局放置和布线确实需要一些改进。 感谢您的建议。

    你(们)好、 Naveen

    建议按照 Eric 在其他 SKU (不在 MVT SKU 中)中的建议更改布局、然后我们使用现在的 PCBA 进行测试。 谢谢。

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    你(们)好 Eric  

    由于此 SKU 为 PVT、因此无法更改布局、因为我们可以通过更改两个 FB 电阻器来解决此问题、您能否提供有关如何选择两个电阻器值的建议?

    我们可以使用电阻器560K 和100K 吗? 如果我们使用560K 和100K 值、是否会有其他问题?

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    您好、脑

    这两个电阻器对输出电压进行编程、并与环路稳定性相关。 kΩ、μA 电阻分压器的电流应比流入 FB 引脚的电流大约100倍、因此 R41049的建议值应小于500 μ A、以便将分压器电流设置为1 μ A 或更高。 该电阻器的 kΩ 值在数据表中的200k Ω 范围内。 更详细的介绍可在数据表的9.2.2.1中找到。

    更改 FB 电阻器似乎可以减少电路板噪声的影响、这可能是由布局引起的。  您可以将 R41049更改为100k、因为它低于500k。 环路稳定性 不会受到太大的影响 、 而效率会略有下降。

    此外、您可以尝试优化 现有电路板上的布局问题。  前两个布局问题应该是主要问题。  IC 的 AGND 和 PGND 可通过飞线或焊接方式连接到 IC 附近的一个节点。  正如 Jasper 建议的那样、可以在 IC Vout 和 GND 引脚附近添加一个输出陶瓷电容器。

    此致、

    俞宗怡