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[参考译文] TPS2491:意外关断?

Guru**** 2511915 points


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/897989/tps2491-unexpected-shutdown

器件型号:TPS2491

团队、

数据表中的说明表明、如果 CIS 高于200pF、则使用10欧姆的栅极驱动电阻器。 我们选择的 MOSFET 是 FDP036N10A、它具有非常大的 CIS (5485pF)。 对于这种尺寸的 MOSFET、是否需要具有更低的栅极驱动电阻?

 

我们的第二个查询与我们看到的意外关闭有关。 FET 完全增强后、我们的系统开始消耗功率、我们观察到 FET 上的栅极意外下降。 这不是在其他情况下看到的硬关闭。 栅极需要大约1.5ms 才能下降到电流关断的点。 您对这里可能发生的情况有什么建议吗?

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    您好、Julio、

    10欧姆栅极驱动电阻就足够了。 您能不能与我分享原理图并填写设计表以供审核。 设计表可从 http://www.ti.com/product/TPS2490/toolssoftware 获取

    负载类型是什么? 它是否具有脉冲性质,即刻超过设定的电流限制?

    您能否共享测试波形

    1. VIN、Vout、计时器、门
    2. VOUT、GATE、计时器、输入电流

    此致、Rakesh

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    Rakesh、

    我可以发表意见,因为这是我提出的问题。 我随附了原理图和下面的一些示波器截图:  

    负载是电流上升至稳定状态值的斜坡。 在斜坡期间出现问题。 我有几个示波器捕获、用于显示您要查找的波形。 下面的第一个屏幕截图显示了输入和输出电压问题的概述(黄色是输入电压、绿色是输出电压、蓝色是输入电流)。  

    在下一幅图像中、可以看到栅极电压(黄色)在输出电压下降(绿色)之前下降。  

    下一个示波器截图包括计时器电容电压、显示相同的条件(黄色是计时器电容器电压、绿色是输出电压、蓝色是输入电流)。 由于计时器电容器在控制器第一次关断时不会发生脉冲、因此我假设它不在电流限制或功率限制情况下。  

    我能够在其他情况下以高于此处所示电流的电流运行、而无需关闭控制器。 在这种情况下、控制器似乎在5A 附近关闭、电流限制为25A。  

    控制器的状态是否允许栅极以如此缓慢的方式下降?  

    感谢栅极驱动电阻的确认。  

    Matthew Swanson

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    Rakesh、  

    同时添加完成的工作表。  e2e.ti.com/.../3007.TPS249x_5F00_8x_5F00_Design_5F00_Calculator_5F00_REV_5F00_B.xlsx

    Matt

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    您好、Matt、

    感谢您提供详细信息。 控制器拉低栅极以应对过载事件。  

    为什么输入电压上有如此多的噪声? 您是否通过短接 L13和 L39进行了检查?

    测试使用什么负载? 它是电子负载吗?

    在测试波形中,通道4对应于哪个节点(粉色)?

    此致、Rakesh

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    Rakesh、  

    感谢您的回答。 红色信号是我监视的高频负载、是输入端电流消耗的源。 最终负载是电阻器。  

    我没有尝试短接 L39、因为它可以阻止更高功率转换器下游的开关噪声。 控制器(P60V)网络的输出侧具有大约66uF 的大容量、显示在不同的页面上。 我还没有尝试短接输入共模扼流圈。 大多数噪声都是由我的感应方法引起的。 测量时、探头上有一个相当大的回路。 很抱歉、图表模糊。  

    您已经谈到了我们对这个问题的想法之一。 它靠近驱动负载的高功率开关转换器。 根据我对器件的理解、在电流限制或功率限制模式下、"计时器"电容器会充电。 但是、在栅极电压初始下降时、计时器电容器不充电。 即、我假设器件不认为它处于功率限制或电流限制模式。 您对这些器件在存在噪声的情况下表现出异常行为有什么经验吗? 如果是、您会建议对我们的设计进行任何可能有所帮助的更改吗?  

    我已尝试在 R928附近的输入端添加额外的大容量电容器(根据数据表建议)、并在 R984处并联一个小电容器。  

    感谢您的帮助!

    Matthew Swanson

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    Rakesh、  

    另一幅可能有用的图是我在输出缓慢斜升时绘制的下图。 在下图中、可以看到浇口(黄色)在~2秒的时间范围内下降得非常缓慢。 之后、栅极将卡回应该位于的位置、并重复该序列。 输出电压为绿色、输入电流为蓝色、"计时器"电容器为红色。  

    这似乎表明在这段时间范围内、某个东西正在拉低栅极或栅极不再由控制器充电。  

    谢谢!

    Matthew Swanson

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    您好、Matt、

    在输出端具有脉冲负载的情况下、Vout 纹波可以通过 CGS 耦合到外部 MOSFET 的栅极、并可以加载栅极节点。 您能否在 MOSFET 源极处添加电容(100uF 电解电容+ 1uF 陶瓷电容)并进行检查。 如果没有帮助、请在栅源极之间添加10nF 并进行检查。

    此致、Rakesh

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    Rakesh、  

    感谢您的提示! 这使我们朝着正确的方向前进。  

    我们发现、由于我们的下行功率级产生的噪声、电流通过齐纳 D75、并且还有一条通过热插拔控制器(U231)的内部路径。 该泄漏电流超出热插拔控制器的22uA (标称值)能力。 我们的解决方法是在热插拔控制器(U231)的引脚8和 LGND 之间添加一个与 D75并联的100pF 和一个220pF。  

    周末愉快!

    Matthew Swanson

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    您好、Matt、

    很高兴听到这个消息。 如果您有任何疑问、请告诉我。

    此致、Rakesh