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[参考译文] TPS2121:从主电源切换到超级电容电源期间的多路复用器输出压降

Guru**** 2552150 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2121

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/946632/tps2121-mux-output-voltage-drop-during-switchover-from-main-power-to-super-cap-power

器件型号:TPS2121

尊敬的 TI 团队:

你好。

我们在使用 TPS2121电源多路复用器设计的电路中面临一个问题。

请查找随附的图像以供您参考

我们使用此电路从主电源切换到超级电容器、以实现正常关断功能。

问题是、在切换到超级电容器电源(IN2)时、输出电压(VCC_MUX_OUT)降至零。 但这个问题有时只发生。

在通过多路复用器消耗更多电流时、主要观察到此问题、例如1A。 在400mA 等低负载条件下、我们没有遇到这个问题

我们还在输出中存在负载变化的情况下观察到了这个问题。

请告诉我们您的建议、设计电路中是否存在任何问题?  为什么多路复用器输出电压降低?

谢谢、此致、

Muneeswaran R

  • 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。

    大家好、Muneeswaran、

    我看到在您的系统中、您尝试使用快速切换、切换电压大约为3.18V。 是这样吗?

    当使用快速切换时、可能发生的情况是、在电源轨的瞬时加载和卸载期间、器件会在两个输入之间随着电源轨上的电压快速上升和下降而反弹。 这可能会在更高的负载条件下发生、因为与低负载情况相比、电源轨的压降和上升幅度更大。

    我建议使用 ST 引脚来增加迟滞。 这意味着 IN1->IN2和 IN1->IN1的切换触发器略有差异、从而允许在快速切换期间出现一些小的振铃/压降/升压。 有关如何实现迟滞及其背后的物理原理的更多信息、请参阅此技术文档。

    https://www.ti.com/lit/ug/tidue50/tidue50.pdf 

    感谢您在设计中选择 TI 电源多路复用器。

  • 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。

    Shreyas、您好!

    在我们的设计中、我们将切换电压(VSW)设置为大约5V。 (有关计算此 VSW 的信息、请参阅上述原理图中的电阻分压器值)。

    我不知道、您刚才提到的3.18V (VSW)是如何诞生的。 如果我错了、您能告诉我吗?

    我还想在下面讲几个要点。

    1.问题是随机发生的(请找到下图、该图是在从 IN1正常切换到 IN2期间捕获的)

    2.我们在两种开机状态下都没有遇到此问题。 仅在主电源(IN1)的断电/加电时间期间发生问题

    由于在输入开启状态期间不会发生切换、并且 PR1 (1.79V)和 CP2 (1.65V)之间也有足够的阈值可用。 考虑到这两点、我认为不需要添加 ST 引脚迟滞、是这样吗?

    请告诉我您的宝贵建议。

    谢谢、此致、

    Muneeswaran R

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    大家好、Muneeswaran、

    1.抱歉,3.18V 是一个拼写错误。 如您所述、切换电压为4.97V。

    V_PR1 = 5.4*(4.99/(4.99+10))= 1.797V

    V_CP2 = 5.4*(4.42/(4.42+10))= 1.655V

    假设两个输入都可用、则 IN1被优先化  

    V_SW (VIN1上用于从 VIN1切换至 VIN2的电压)= 1.655*((4.99+10)/4.99)= 4.97V。

    2、迟滞问题仍然存在。 这是因为稳态差异与切换期间的差异无关。 当 IN1下降时、PR1上的电压也下降。 作为 CP2>PR1、器件从 IN1切换到 IN2。 现在、IN1为空载、它再次略微上升。 由于从 IN1切换到 IN2以及从 IN2切换到 IN1的触发点相同、因此会突然发生 PR1>CP2! 然后、器件尝试切换到 IN1。 这一过程可能会反复反复出现、并且负载电流较大时、电源轨可能会大幅跳变和压降。

    在这种情况下、如果 IN1被移除(或关闭)、该电源轨上的能量真的很低、这意味着如果建立连接、输出将消耗输入电源轨、从而导致电压最终下降到低于 UV。 一旦器件达到此阶段、它将通过慢速切换、稳定时间和软启动上升时间恢复至 IN2 (如您所见)。

    迟滞的目标是更改切换点。 例如、如果我们按照上面所述的方式重做情况、IN1下降、开关转换为 IN2。 VIN1为空载并按预期上升。 但这里的主要区别在于电阻分压器网络发生了变化、因此转换电压更高。 因此、IN1上的瞬时跳转不足以使器件切换回 IN1。 因此、即使在开关期间电阻分压器网络发生微小变化、也会导致更可靠、更稳健的转换、尤其是在快速切换模式下。

    我希望这一细节使情况更加清楚。

    感谢您在设计中选择 TI 电源多路复用器。

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    Shreyas、您好!

    感谢您的详细回答。

    我将检查我们的设置、让我尽快更新这里。

    此致、

    Muneeswaran R

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    Shreyas、您好!

    我们在 ST 和 PR1引脚之间添加了100K 电阻器、以添加迟滞。

    在进行此更改后、我们在从 IN1切换到 IN2时未发现任何重启问题(压降为零)。

    但是、在从 IN2切换到 IN1时、我们仍然面临一些问题。 但仅在高负载条件下(约为1.4A)才会发生这种情况。

    请找到以下图片供您参考。

    请提供您的建议吗?

    谢谢、此致、

    Muneeswaran R

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    大家好、Muneeswaran、

    我们很高兴听到迟滞对我们有所帮助。

    您能否在较小的时间范围内重新测试此事件并采取以下两种范围

    1、测量 V_in1、Vout、V_IN2和 I_OUT

    2.测量 PR1、CP2、ST ->请将 PR1和 CP2 波形的 GND 设置为相同。 这将有助于我们了解切换是否发生以及何时发生

    我怀疑有两种不同的可能性。 该问题再次由超级电容器的恢复引起、或者出现浪涌尖峰、导致器件电流限制并最终发生故障。

  • 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。

    Shreyas、您好!

    我们在主输入电源(IN1)中发现了一些电压骤降问题。 这是在 IN1电压上升(从 IN2切换到 IN1)时发生的。

    之后、我们增加了电源电流限制(以在电压上升时管理开关期间的高负载电流)、那么在从 IN2切换到 IN1期间、我们没有发现电压下降。

    这对我们很有影响。 感谢您的宝贵支持。

    此致、

    Muneeswaran R