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[参考译文] TPS61022:循环不稳定性查询

Guru**** 1791630 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS60122, TPS61022
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/1164156/tps61022-loop-instability-query

器件型号:TPS60122
主题中讨论的其他器件: TPS61022

您好!

我有一个 TPS60122可将超级电容器电压升至5V 以及0-3A 范围内的任何值。 它不使用参考设计、而是遵循相同的原理。  

规格:

输出:4x 22uF/0805 / X5R/10V
输入:8x 22uF/0805 / X5R/10V (2个非常靠近、2个靠近电感器左侧、4个在后部。
分压器:732k/100k

我之前已经让这个电路运行、没有任何环路不稳定、但是电感器反向、低于理想值、所以它被移动了。 电路板背面100KHz 降压电路中还有另一个屏蔽式电感器、但有两个内层为 GND、因此(我认为)这不会影响它。

我发现输出的轻微电流消耗约为5mA、电压从5V 上升至~5.5V、具有巨大的噪声、交流电压测量值为~100-400mV。

输入电压范围为2.5V 至4V。 我没有测试其他值、但我需要支持0.5-5V 输入、因此决定不使用前馈电容器。

我已经尝试调节输入和输出电容、但没有结果。 然后、我添加了330pF 前馈电容器、情况已完全解决。

问题是、这是否会限制我可以利用的输入电压/输出电流、 第二个问题是、使用较小的反馈电阻器(即73.2k 和10k)是否会以额外消耗少量电流为代价来提高稳定性、而不是使用面向特定电压/电流组合的前馈电容器。

此致、

Andrew


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    PS)绿线表示接地在绿色/后层有路径、但在图像中被切断。

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    您好!  

    感谢您的联系。 您能否澄清系统的规格(输出电压、负载电流和输入电压范围)? TPS6012x 是一款3V 200mA 电荷泵器件、您能否仔细检查所使用器件的器件型号? 我们期待收到您的回复。  

    此致、
    Em

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    这就是我编写 TPS61022的原因。 ;)

    VOUT = 5V、负载电流= 0 - 5A、Vin = 0.7 - 5.15V

    此致、Andrew

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    尊敬的 Andrew:

    前馈电容不会限制输入电压或输出电流。 我认为更改电阻分压器对稳定性没有影响。

    此外、我还有以下这些玉米饼:

    您使用的电感器值是多少?  

    您有不稳定性波形吗? 例如 VIN VOUT SW 节点。

    是否有 EN 信号的上拉电阻器? 如果有、电阻值是多少?

    不稳定性是否仅在 IOUT=5mA 时出现?

    谢谢、

    此致、

    Nathan

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    您好、Nathan、

    电感= Coilcraft Xel 4030 1uH
    上拉=否、它由 MCU 进行硬驱动
    波形=我可以获得这些波形、但我查看了 VOUT 的交流分析、该分析具有不稳定的情况、其中 VOUT 上升到大约5.6V (达到 TPS61022的内部限制器)、并且该波形到处都没有一致的图形。 MCU 等器件的标称电流小于5mA、但当某些其他器件开启时、电流消耗略高、此时会注意到~5.6V。

    使用330pF 前馈、我发现输入电压为4.6V、电流消耗显著为700mA、因此输出电压仅产生约4.8V 电压。 这似乎是相当大的压降。 然后进行了 IR 检查 、芯片 看起来不错。 除了这个压降、整个输入电压范围内的稳定性看起来很好。

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    尊敬的 Andrew:

    感谢您的信息。  

    对于添加前馈电容器后的 VOUT 下降问题、您可以将一个1k Ω 电阻器与前馈电容器串联。 这会很有帮助。

    这个不可预测的问题是什么意思是" 不稳定的 VOUT 交流分析"? 您是否测试了相补角和增益裕度? 或者、如果您可以提供不稳定的波形、则会更有帮助。 谢谢。

    此致、

    Nathan

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    我按照您的建议在电路板上做了手术、插入了1k。 标称电压现在在最小负载条件下增加 5.15v (5V、330pF、5.6v、无 FF 电容)。

    这些器件处于最低负载、MCU 已通电、一些 LED 已通电。  最大值为5mA

    输出的交流分析相当干净、忽略尖峰大约为50mV 左右、可接受。



    忽略尖峰的输入交流分析与之类似、例如50mV。  

    那么、首先要做的是。 如果您看看上面的 PCB、您可以看到输入电容器有一条连接到引脚1接地的大迹线。 虽然有较大的过孔、但这可能并不理想。 但是、数据表使用的方法完全相同、因此我认为这不是问题。

    现在用于软件。 现在、我仅关注最低负载。 由于这是 VBUS、我可以接受5.25V 的过冲。



    您可以通过光标看到它正在过冲、至少在轻负载 DCM 模式下是如此。 如果看起来正常、我可以继续进行更高的电流消耗分析。


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    我已经做了进一步的研究、在极轻负载下添加过冲时、1k 似乎已经解决了负载下的电压骤降问题。 我在4.5V 的输入端拉取了1.2A 电流、并接收到5.04V 电压、该电压值就会出现问题。  

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    尊敬的 Andrew:

    您可以使用较小的电压标度测量 PFM 中的 SW 节点波形吗? 我认为2V/div 可能太大、无法计算200mV 误差。 谢谢。

    此外、我认为布局很好。

    Nathan

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    这个大约为330mA 输出。 它在 DCM/CCM 之间切换。

    (这是330pF + 1k FF)



    放大...



    在大约660mA 时、它仅为 CCM。。。



    放大...

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    尊敬的 Andrew:  

    我认为您显示的波形都很好、SW 节点的高电平也大约为5V。

    您是指这种超额完成吗? 这也是高侧 FET 体二极管压降的正常行为。

    Nathan

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    谢谢。 因此、我将坚持330pF + 1k 分辨率。  电压稍高、电流消耗极低、我可以与之一起生活、在剩余时间内它是稳定的。

    感谢您的帮助、

    Andrew