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[参考译文] TPS61236P:输出可以#39;t 达到设定值

Guru**** 2390745 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61236P

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/898271/tps61236p-the-output-can-t-reach-the-set-value

器件型号:TPS61236P

您好!

我使用 TPS61236P 构建了一个5V @ 4A 恒流锂离子直流转换器(电路和大多数电阻器和电容器值来自 WEBENCH、而有些电阻器和电容器值略有变化)、但结果表明输出无法达到设定值。 我连接了一个3.33欧姆的电阻作为负载,电流应该是1.5A,但输出电流大约为1A,电压大约为3.3V --甚至低于3.8V 输入!

随附了原理图和布局的两侧。

非常感谢。

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    您好!

    您是否在 Vout 达到5V 后尝试施加3.3欧姆电阻负载? 它可能会在启动期间触发预充电器电流限制。 这就是 Vout 被钳制在低电平的原因。

    此外、不建议放置输出电容器 C4。 IC GND 引脚未直接连接到 C4 GND 焊盘。

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    您好、Zack Liu、

    非常感谢您的快速回复。

    在 Vout 实际达到5V 后、我施加了3.33欧姆的电阻负载。 实际上、在转换器通电几秒钟或更长时间后、我始终向转换器施加负载。

    至于输出电容器 C4、您是否意味着不建议将三个22uF 替换为一个100uF?

    至于 GND 焊盘布局、我稍后将进行修复。

    非常感谢。

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    顺便说一下、当我通过短接 C1和 R3来禁用 CC 时、输出行为是相同的。

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    您好!

    因此、您的意思是、如果没有负载、Vout 为5V。 在输出端施加3.33欧姆电阻时、输出电压降至3.3V?

    请确保3.8V 输入具有足够的电流能力。 在这种情况下、输入电流应至少为5V*4A/3.8V/0.9=5.05A。  

    该100uF 电容器的器件型号是多少? 通常并联三个陶瓷电容器会具有较低的 ESR 和 ESL、因此输出电压纹波会更小。 但这不应是输出电压降的根本原因。 还请告诉我电感器的器件型号。 谢谢。

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    您好、Zack Liu、

    [引用用户="Zack Liu "]

    因此、您的意思是、如果没有负载、Vout 为5V。 在输出端施加3.33欧姆电阻时、输出电压降至3.3V?

    [/报价]

    是的、就像您说的那样。

    至于3.8V 电源、它能否输出5A 尚未经过测试。 但是、当我向转换器施加3.33欧姆电阻时、未发现3.8V 电源的明显压降。 它的电流能力似乎足够、但可能仅适用于3.33欧姆负载。

    100uF 电容器由 TAIYO Yuden 制成、其器件型号为 JMK316BJ107ML-T

    电感器由 TDG (而不是 TDK!)制成 其器件型号为 TMAX-0630-1R0-M

    非常感谢。

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    您好!

    对于升压转换器、输出电压高于输入电压、因此输入电流需要高于输出电流。 在您的情况下、正如我说过的、输入电源应该具有5A 电流能力。 如果您使用3.33欧姆的电阻进行测试、您只能批准它输出3.8V/3.33=1.14A。 您可以使用外部电源首先测试电路板。

    其次、100uF 电容器 JMK316BJ107ML-T 的额定电压仅为6.3V。 通过搜索电容器数据表,有效电容仅为(1-70%)*100uF=30uF。 对于此应用、这是可以的。 但纹波可能很高。 如果可能、请并联三个10V 额定电压的电容器、以使总有效电容更高。

    电感器正常。

    如果施加3.33欧姆负载时 Vout 仍然下降、您能否使用数字示波器探测 SW、Vout、Vin 并共享波形。 谢谢。

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    您好!

    是否有任何更新?

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    您好、Zack Liu、

    我得到了从10欧姆到2欧姆的不同负载的波形。 通道1为 Vout、通道2为 SW。 此时、情况稍有不同。 当负载电阻为3.33欧姆或更高时、波形基本良好、而负载为2欧姆、Vout 降至接近2.5V、波形变为异常。 电源已由锂离子电池取代、在本次测试之前、该电池用于无人机。 它可以输出数十安培、我认为这已经足够了。 波形附在下方。

    非常感谢。

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    勘误表:[报价用户="user6294971"]

     通道1为 Vout、通道2为 SW。

    [/报价]

    通道0为 Vout、通道1为 SW。 顺便说一下、电路的各个部分、包括 C4、都没有发生变化。

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    您好!

    感谢您分享测试波形。

    主要原因是输出电容器布局、就像一周前的第一次答复中所说的那样。

    测试波形显示器件在低负载电流条件下可以正常工作。但当负载电流较高时、开关期间输出电容器充电路径太长、如下图所示。 电流将流经 Vout 引脚、Cout C4、并通过很长的走线返回 GND 引脚。 这将引入较大的 PCB 寄生电感并导致器件工作异常。 因此、反馈网络 R4、R5、C2的放置方式不好。 由于 FB 引脚对噪声非常敏感、因此应将这些元件放置在靠近 IC 的位置并使用短迹线。  

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    您好、Zack Liu、

    为了验证 FB 引脚是否受到真正干扰、我探测了 SW 和 FB 的波形。 连接到示波器并不是很容易、因此我将铜线焊接到 FB 网络上(如下图所示)、但这可能会增强干扰。 此外、由于我的示波器的输入电阻不是很大、当连接示波器时、Vout 上升到5.73V。

     由于波形截屏太多、我压缩了它们、而不是直接上传。 但似乎 FB 确实受到了干扰。

    e2e.ti.com/.../fb_4000_3.33ohm.zip

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    您好!

    感谢您分享波形和测试结果。

    是的、FB 对于高频开关电源始终非常重要。 这就是该器件保持模拟 GND (AGND)引脚以保持反馈走线清洁的原因。

    在布局中、连接到 PGND 布线的 AGND 很长。 输出电容器充电和放电电流也将流经同一条迹线。  

    请参阅以下建议布局和 EVM 用户指南链接。 AGND 通过内层连接到 PGND、以便 FB 信号不受开关电流和噪声干扰。  

    https://www.ti.com/lit/ug/slvuad0a/slvuad0a.pdf?ts=1588128039998

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    您好、Zack Liu、

    我已重拨布局。 会更好吗?

    感谢您的持续关注和回答。

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    您好!

    很抱歉耽误你的回答。 度假回来  

    请查看以下我的评论:

    顶层布局非常好。

    2.底层布局可以像下图那样进行优化。

    如数据表所示、在靠近器件 GND 引脚和输出电容器 GND 焊盘的位置放置一些 GND 过孔。 然后通过直接将 AGND 连接到 GND。 下图是一个示例。 黄线表示一个 GND 多边形、以便散热更好。

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    您好、Zack Liu、

    我重新设计了底部布局。 由于针对单节锂离子电池(尤其是18650)进行了此设计、因此底层必须有一个 VCC 焊盘。 此外、底部 VCC 焊盘不应太小。 新设计如下所示。 没关系吗?

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    您好!

    它要好得多。 最后一个问题是持续输出20W 的热量、因为 GND 过孔不靠近器件放置。

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    您好、Zack Liu、

    我不知道放置过孔、因为底部 VCC 焊盘很难移动。 或许我可以稍后再改进一下。

    总之、非常感谢您的持续关注和回答。