[参考译文] TPS62745：间歇电流尖峰

更准确地说，我应该说： 随着负载的增加，尖峰之间的时间似乎缩短了。

Ken、

如果可能、您可以共享设计原理图吗？ 此外、您能否在上面的示波器屏幕截图中提供有关您作为 V1和 I1测量值的内容的输入？ 是否可以再共享几个周期的数据？

谢谢、

模块

当然，电源部分是：

电池是您的典型现成9V 碱性电池

我将使用 Keysight N6705B 直流电源分析仪的示波器功能

不确定“几个周期”是什么意思，这些尖峰是假随机的， 我有一个简短的视频 ：e2e.ti.com/.../IMG_5F00_0796.mov

您好！  

Amod 正在度假。

将很快回复您。

谢谢、

Lishuang

Ken、

您能否提供缩小的波形(更长的时间步长)？

我和 Amod 想知道电流尖峰之间有多长时间。

 另外、最好知道该时间是否随负载变化。

此外、当出现尖峰时、是否还可以获得 SW 和 Vout 的波形？

最后、此应用的典型负载是多少？

谢谢、

-Matt

Matt 和 Amod、您好！

我附加了8张"拍摄"和2张"缩放"照片。  捕获显示了尖峰是随机的/假随机的。  这是一种传闻、但我的观察是、尖峰的速率似乎随着负载的增加而增加。  这些测量是在"睡眠"模式下完成的、在该模式下、电流消耗在1-2uA 范围内。   

我不确定 如何在该单元中包含 Vout 和 SW 读数、我将对此进行研究。

我能够使用 Tektronics TDS754C 示波器捕获 SW 和 Vout。  "白"信号(具有阶跃的信号)是通道1、是降压转换器的 SW 引脚。  绿色(几乎平坦)信号为通道2，为 Vout：

Ken、

这是在极轻负载运行期间 SW 上的预期开关信号、您将看到与这些脉冲中的每一个相关的电流尖峰。  如果可能、我建议使用类似的示波器分辨率(500ns/div)捕获电流尖峰、以确认电流尖峰仅在 SW 脉冲期间发生。

我还希望、如果您使用交流耦合迹线以~10mV/div 分辨率捕获输出电压、您将看到与该 SW 脉冲相对应的更明确的电压纹波。

这种偶尔出现的开关脉冲需要保持输出电压稳定、电流尖峰是开关期间电感器的 di/dt 和随后的输出电容器的 dv/dt 产生的。

此致、

-Matt

Matt、

感谢您的输入。  不过、还有几点尚未提及。  峰值发生在该设计的"第二代"上。  第一代产品不会遇到电流尖峰。   此外、我还在 第二代设计中观察到大于5mA 的电流尖峰。  

考虑到这一点、并假设尖峰确实是稳压的结果、是否有方法可以最大程度地减小或减小尖峰、从而随着时间的推移降低总电流消耗？  此设计在睡眠模式下使用极低的电流、依靠9V 电池即可运行5年。

我有更多的跟踪：

现在，这里有几个不寻常的地方：

Ken、

这是我希望看到的行为。  尽管如此、我怀疑后续 SW 脉冲"缺失"、因为相对于低频 Vout 纹波的高频率 SW 脉冲存在示波器混叠。

根据上面的 SW 波形、您可以按以下公式计算预期的电感器纹波电流：

ILPEAK = TON *(Vin-Vout)/L = 300ns *(6V-3.3V)/4.7uH = 172mA

注意：根据波形中的峰值 SW 电压、我为 Vin 使用了6V 电压。

考虑到~15ms 和~0.8us SW 开关周期、您可以使用以下公式近似计算平均电流消耗：

Iavg = 172mA / 2 * 0.8us / 15ms =~5uA

注意：对于 Vin = 9V、您可以预期看到更高的 ILpeak、但这将被 SW 脉冲之间更长的周期(即~15ms ->~30ms)所抵消。

通常、输入电容应"吸收"这些电流尖峰。  在第二代设计中、输入电容器是否可能已减小？

此设计版本中是否有任何其他更改？

增加输入电容器应该减少电池上出现的任何电流尖峰的幅度。

或者、您也可以尝试增大电感器值、因为这将减小每个开关周期上生成的峰值电流。  

谢谢、

-Matt

Matt、

这是第1代的电源子系统：




和第2代电源子系统：




请注意，对于第2代，未安装 FET Q201


我将对输入电容进行实验

以下是与“第1代”和“第2代”布局的比较：


第1代：

和第2代：

为了回答上一个问题、在两代中、输入电容为10uF。

我的实验注意事项。  将输入电容从10uF 增加到22uF 略有改善。

将输出电容器(C208和 C209)从22uF (每个)更改为10uF (每个)有显著的改进

Ken、

您是否有任何可以测试的第1代电路板？  

考虑到这些设计之间的总体相似性、我很惊讶您没有看到类似的电流尖峰。

或者、这可能是一个长射、但您是否尝试过短接 L203 (在第1代设计中不存在)以查看这是否会有所改善？

您的实验结果大多与我的预期一致。

较大的输入电容将"吸收"更多的高频电流、因此会缓冲电池。  而增加输出电容将延长开关脉冲之间的时间。

此致、

-Matt

是的、我有一个第1代电路板、并且我已经完成了比较测试。  与所有第2代单元不同、该单元在功率分析仪(源极)上不显示电流尖峰。  我希望您能知道原因。

我确实将 L203短路、结果无法观察到。

Ken、

只是为了确认、当您在短接 L203时说"结果不可见"时、 您是否说电流尖峰不再可见、或者您是否说行为没有变化(即电流尖峰仍然存在)？   我假设是后者、但我只想确认一下。

谢谢、

-Matt

您的假设是正确的。  为清楚、如果存在 L203或移除了 L203并插入了焊盘上的短接、则尖峰看起来是相同的。

Ken、

您是否知道您是否对输入电容器或电感器使用不同的制造方法？

如果是、您能否提供第1代和第2代之间的不同组件编号？

或者、您是否能够尝试在第1代和第2代电路板之间交换 IC、以查看行为(尖峰)是跟随 IC 还是与 PCB 一起？

谢谢、

-Matt

这是我与项目经理讨论的可能性。  遗憾的是、第1代是在几年前、我不知道 CM 上是否有制造商替代产品。  我怀疑电容器中可能存在差异、可能是 ESR、这可能是根本原因。  但是、我可以找到的器件制造商/MPN 中的 BOM 没有变化。

由于我实际上是 Covid 的 WFH、因此在两代产品之间交换 IC 的能力有限、 我将与 PM 讨论、看看这是否是进入办公室实验室并尝试的原因。

Ken、

我完全理解、因为我采用了类似的 WFH 安排。

您是否有可能在 Vin 和 GND 之间的 IC 附近放置一个0.1uF 的小型陶瓷电容器(甚至是背着 C206的鸽子)？

这应该提供比单个10uF 电容器更好的高频响应、但它不会解释为什么您在第2代电路板上看到这种情况、除非您能够识别第1代和第2代输入电容器之间的差异。

谢谢、

-Matt

道歉和更新。  我找到了第二个第1代单元。  显然、第一代1单元存在缺陷、这就是它似乎没有相同的尖峰的原因。  随着输出电容器的变化、这种第1代具有与第2代相似的尖峰。