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[参考译文] LM2776:启动不可靠、偶尔会产生不正确的输出

Guru**** 2815505 points

Other Parts Discussed in Thread: LM2776, TPS60400

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/888287/lm2776-unreliable-startup-occasionally-produces-incorrect-output

器件型号:LM2776
主题中讨论的其他器件: TPS60400

根据 数据表第11页上的典型应用配置了电荷泵、 但出于某种原因、我还不知道加电的可能性很大、输出电压是从0.6V 向下到-2.2V 的非常一致的波(下图示波器中的图像)、但情况并非总是如此。 如果我只是从器件上拔下电源、并在输出谐振时插回电源、电荷泵最终将为我提供我所期望的-5V 电压、有时当我连接电源且电压振荡时、它可能会在一两秒钟后自行校正、 但是、如果在几秒钟后它无法自行校正、则不会达到-5V

我已检查的内容:

  • 输入电压:在4.9V 时稳态、上电时无骤降或尖峰
  • 各种电源:每个电源上的电荷泵运行方式相同
  • 从-5V 输出添加/移除负载:有一个68ohm 电阻器焊接到-5V 输出、对于任何测试都未移除、我在输出中添加了其他电阻器、但它们的影响很小
  • 向-5V 输出添加电容器:我向输出添加了一个10uF 电容器、以查看它是否有助于谐振、波形保持相同的频率、但最大和最小峰值漂移为0V 和-2.1V
  • 向5V 输入添加电容器:无效

导致这种行为的原因让我感到损失。

        

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    你好、Jake、

    请您再次解释一下您的问题吗? 恐怕我不能完全理解。 请仅重新表述问题。

    谢谢、

    Febin

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    Febin、

    我为器件提供4.9V 电压、并希望器件输出大约-4.9V 电压、而当我为器件通电时、通常会使我的锯齿输出在0.6至-2.2V 之间弹跳~μ s。  对器件进行下电上电后、器件最终将输出-4.9、但我每次都需要输出 e-4.9。

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    你好、Jake、

    感谢您的详细信息。  

    我想知道、当您更改电阻负载时、您是否检查了 LM2776的负载电流。 请仅更改电阻负载而不更改电容器、并尽可能提供负载电流波形。 总负载(系统负载+电阻负载)不应超过200mA。 请确保这样做。

    同时、我还将尝试复制相同的测量设置并从我的一侧进行检查。 请给我一些时间、下周早些时候我们会再来的。

    此致、

    Febin

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    使用一个与5V 电源串联的4欧姆电阻器、我在电源连接期间拉动此曲线、峰值相当于675mA 的浪涌电流、其中大部分可能是由于电路板上的电容器为42uF。 仅在为电荷泵加载68欧姆电阻时的静置电流消耗约为75mA。 此图取自电荷泵成功启动。

    下面是一个有趣的部分:由于 USB 供电的 Arduino、只要由5V 电源供电、泵就无法工作、但一旦4欧姆电阻与其5V 电源串联、泵就能完美工作。 如果我使用 USB 供电的 Arduino Mega 提供的正常5V 导线启动泵、它几乎始终工作、如果我使用 Arduino 提供的正常5V 导线启动泵、因为它几乎总是失败、 如果我随后在5V 和电荷泵之间连接一个4欧姆电阻器、则泵会继续提供不正确的输出、只要我从泵上拔下5V 导线(因此只留下4欧姆电阻器为泵供电)、输出会立即校正、 然后、我可以将正常的5V 电压连接到泵并移除电阻器、输出继续保持在-4.9v。

    由于这种奇怪的行为、我无法获得上电电流曲线、无法启动。

    浪涌电流似乎太高、无法使器件启动。 数据表未指定过流关断、仅当输入电流消耗大于400mA 时、器件将限制电流消耗和可能的热循环。 我怀疑其内部是3.2khz 的热循环、导致输出不正确。 虽然675>400我希望器件过热并从此电流消耗中关闭所需的时间超过50微秒。

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    你好、Jake、

    感谢您分享详细信息。

    由于当前的 Corona 病毒问题、我们在家办公、无法进行测量。 因此、我请求您自己进行一些测试并提供结果、我们可以进一步讨论。

    请移除68欧姆电阻、并使用电阻负载来改变负载电流。 请确保您具有可靠的输入电源。

    2.请使用 EVM BOM 并尝试再次进行测量。

    3.我建议先使用低恒定负载进行测试,然后逐渐增加负载。 总系统负载不应始终超过器件的最大负载电流。

    4.为每种情况提供 同时捕获的 Vin、Vout、Cfly 电压和负载电流(重要)的示波器图。

    (请记住一次只做一个更改。 例如、 保持 BOM 不变并更改负载、根据特定负载的数据表规格更改电容器等。)  

    如果有问题或需要更多解释、请告诉我。

    此致、

    Febin

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    您好、Febin、

    遗憾的是、我的示波器仅为单个输入、只能测量电压、因此我无法同时进行测量。

    我们到底在寻找什么? 如果我们可以在不同的测试用例中将测量范围缩小到一个电压、我可能会获得所需的信息。

    至于更改电容器、我只能看到一组推荐的电容器、这就是我当前使用的电容器、除非我在数据表的某个位置找不到某个表?

    谢谢、Jake

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    你好、Jake、

    我也不确定是什么导致了您的问题、因此我们需要逐个检查。 由于我无法执行测试、我请求您执行此操作。 我认为器件位于您的应用板上。 我的理解是否正确?

    (请在 Vin、Vout、Iout 和 Cfly 本身之前进行原型连接、这样即使您将探头输入更改为示波器、测试设置也不会改变。)

    -请遵循上面的1和2并对5V 输入电压施加低负载。 如果您能够隔离电路板的其余部分、则会更好。 请提供包含 EVM BOM 的四个图。  

    -现在增加相同 BOM 的负载并再次捕获四个图。   

    请分享结果、我们可以进一步讨论。

    此致、  

    Febin

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    Febin、

    下面是一些 Vin、Vout 和 Vcfly 的捕获结果、其中输出负载为25、50、100、10000欧姆;10k 欧姆处于空载状态、因此我不必一直重新焊接电位计。 如果我将一个4欧姆的电阻器与它串联以测量电流、我不敢相信我会从 Cfly 中获得代表性数据、因此我不会获取这些读数。

    我在这里没有看到任何不同寻常的东西,也许你会看到这种情况为什么会发生故障的线索

    e2e.ti.com/.../8004.images.zip

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    你好、Jake、

    请确认您已使用 EVM BOM 进行这些测量。

    此致、

    Febin

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    您好!

    此外、 25、50、100、100k 欧姆的总负载是否正确? 您是否在降压转换器的输出端具有额外的系统负载(如原理图所示)。 这是否是隔离式的?

    此致、

    Febin

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    您好、

    这些电阻器是 LM2776上的总负载。 除了隔离外、该器件还与电路板的其余部分共享5V 和0V 电源轨。 查看 Vin 图、可以看到其他器件没有干扰。

    我假设 EVM BOM 是指推荐的组件、在这种情况下是肯定的。 电路是我在线程顶部的原始消息中发送的电路。

    谢谢。

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    您好!  

    我在内部与我的团队进行了简短的讨论、这里有一些建议。  

    -此设备过去出现了启动问题。 由于您尝试使用 Arduino 板供电、这可能会导致源阻抗过高的问题。 请尝试改用5V 直流电源。 此外、断开输出上的任何负载、通常是运算放大器。 (如果您可以施加电阻负载、最好确保输出端的有效电阻)

    -您是否有机会使用 EVM? 在该器件中、电容器选择也很关键。 在高电流 µF 中、 µF 建议使用10 μ F、10V 低 ESR 陶瓷输出电容器、并且在考虑直流偏置降额后、建议使用的最小输入电容为2 μ F 或更大。 请仔细阅读 8.2.2.3至 8.2.2.6、以更好地理解。 如果您更改一个电容器、则可能还必须同时更改其他电容器。 这在某些应用中可以组合使用。 因此、您需要对此进行一些处理。 首先尝试增加 Cin=Cout。

    在这种情况下、更好的解决方案还将是使用 TPS60400系列器件实现安全启动。 您可以订购 EVM 并检查其在您的应用中的适用性。

    此致、

    Febin

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    你好、Jake、

    您有一些更新吗?

    此致、

    Febin

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    你好、Jake、

    我希望您能解决您的问题。 由于不活动、我正在关闭此帖子。 如需更多技术支持、请随时与我们联系。

    此致、

    Febin