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[参考译文] TPS61322:在与短路条件等效的稍低电压下具有非常高的电流消耗

Guru**** 2578945 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61099

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/949011/tps61322-very-high-current-consumption-at-slightly-lower-voltages-equivalent-to-a-short-circuit-condition

器件型号:TPS61322
主题中讨论的其他器件:TPS61099

我使用 TPS613221A 为传感器供电、该传感器的电流为50uA、脉冲电流为~200-250mA、持续时间小于0.5ms、每2秒平均电流为300-400uA 左右。 我将使用2节串联(3V)的 AAA 电池为此电路供电。 该电路如下所示:

该电路是使用 Webench 设计的。 除此之外、我还添加了另一个与升压转换器的 Vout 并联的470uF 电容器。 升压转换器工作并提供所需的电流和电压、但有时电流消耗会突然增加。 电流消耗与短路一样高、从而迅速缩短电池寿命。 如果使用的电池电压低至2.6V、则会发生同样的情况。 我也在移除470uF 电容器后测试了电路。 此外、我正在使用的传感器的截止电压为2.8V。 我已经通过在没有升压转换器的情况下为传感器供电来验证了这一点。

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    重新附加电路图、并进一步添加到原始问题:当所需的输入电压和输出电压之间的差异不断增大时、升压转换器将开始从电源消耗更多电流来补偿更大的差异。 如果是这种情况、则较高的电流消耗意味着电池的电压将进一步下降。 这似乎是一种无法恢复的情况、在这种状态之后、电池很难恢复。

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    您好、Mayank、

    此类行为似乎是由轻负载条件下的 PFM 运行引起的。 请移除输出中的470uF 电容器、并将此电容器添加到输入侧。

    此外、请分享升压电路的布局

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    你(们)好、Jasper

    感谢您的深入见解。 为了进行测试、我移除了传感器并放置了一个18欧姆电阻器、我还在电池输入端放置了一个470uF 电容器。 现在、我观察到从电池汲取的电流为250-280mA。 这仍然看起来很高。 无负载时的电池电压为3.01V。 添加电阻器负载后、电压会降至2.5V。  

    当我在传感器上执行与负载相同的测试时、无负载电压为2.6V 的电池会稍微磨损。 该电路无法唤醒传感器、因为它无法将电压升压至3.3V 并提供所需的150-180mA 电流、最终电池的电流消耗仍为60mA、这就是为什么会发生这种情况。 如果 Vout 未保持在3.3V、并且传感器无法上电、那么升压转换器为什么会消耗电流并使电池放电。 如果负载本身未消耗任何电流、为什么没有发生截止。

    原始布局如下所示:电容器 C2 (4.7uF)和最左侧470uF 电容器并联。 如果按照您的建议移除470uF 电容器、我是否应该增大 C2的值?

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    马扬克

    布局不佳、请按照数据表第22页和应用手册 https://www.ti.com/lit/an/slva773/slva773.pdf 中的建议进行操作 

    除了布局之外、您还可以应用 EVM 来评估您的系统、以防出现其他问题。

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    您好、Jasper、

    谢谢、我们将重新设计它并进行测试。 此外、我在取下470uF 电容器并使用2节 AAA 电池为电路供电(提供3V 电压)后测试了同一电路、电路工作了几个小时、然后进入高电流消耗状态。

    您认为转换器不能正常工作的唯一原因是布局不佳、还是我应该考虑其他升压转换器以及正确的设计?

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    您好、Mayank、

    看起来 IC 已损坏。 请通过测量 SW 和 GND 引脚之间的阻抗来确认。  

    如果 IC 损坏、布局应成为根本原因。

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    您好、Jasper、

    您能不能为我的用例推荐最佳的升压转换器(小尺寸和高效率是优先考虑因素)、在这种情况下、传感器在睡眠模式下消耗10-20uA 电流、每1-2秒唤醒一次、峰值电流为200mA、持续5ms。 我想使用3V CR2477纽扣电池为该电路+传感器供电。 谢谢!

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    您好、Mayank、

    TPS613221A 在此应用中已非常接近。 如果输出电流限制在150mA 以下、TPS61098x 是更好的解决方案。

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    你(们)好、Jasper

    感谢我提出的建议。 尽管我的传感器在脉冲消耗阶段消耗的电流高达190mA、这种情况每秒发生一次、持续5ms。 在这种情况下,您是否认为应使用其他升压转换器?

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    您好、Mayank、

    另一种解决方案是具有 EN 功能的 TPS61099。 如果您不需要 EN 功能、TPS613221就足够好了。