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[参考译文] TPS63001:为什么转换器 TPS63001始终通过关闭负载和为锂离子电池充电来断开??

Guru**** 2511525 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63001

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/777566/tps63001-why-does-the-converter-tps63001-always-break-by-switching-off-the-load-and-by-charging-the-lithium-ion-cell

器件型号:TPS63001
亲爱的人们、早上好、
根据  TI 数据表、我开发了一个来自升压降压转换器 TPS63001的电路、其中的输出电压= 3、3V。 该组件由锂离子电池(18650安特1.5安时)供电。 这意味  着转换器的输入 Vin、Vina、EN 和 PS/SYNC 直接连接到锂电池的正极。 转换器的输入电容为10uF X5R、标称电压为10V。
负载通过电路板连接到锂离子电池。 可通过 NMOSFET 打开或关闭负载。 到目前为止、我已经使用了欧姆电阻器、电子负载和白炽灯。
问题在于、转换器在负载关闭时始终会中断、尽管根据数据表、转换器的输入电压为1、8至5、5V、并且电池的额定电压仅为3、7V
我还尝试使用连接到正极的转换器为电池充电。 但是、转换器再次损坏、尽管电池的标称电压仅为2.5V、充电切断电压设置为3、9 V。转换器工作不正常。
为什么转换器在不超过 TI 规定的输入范围的情况下始终会中断?
我期待你的帮助
谢谢你
  • 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、Tchapi、

    感谢您发帖。
    您能否进一步解释一下当器件"中断"时会发生什么情况?
    如果您将 PS/同步引脚接地、会发生这种情况吗?

    检查原理图和布局可能很有用。 您可以在此处或通过 lbs_request@list.ti.com 进行共享。

    此致、
    Julian
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    PS/Sync 引脚始终连接至 Vin (锂离子电池的正极)。 跳线仅用于打开转换器

    谢谢你

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    大家好、Tchapi、
    感谢您提供原理图/布局。 我看到 VIN 和 VINA 之间缺少100欧姆电阻、VINA 与 GND 之间缺少100nF 电容。
    电源迹线看起来不厚。 您支持的最大电流是多少?
    您能否描述一下设备损坏时会发生什么情况? (这是否是您必须重新启动器件的故障?)
    断开负载时、您能否使用示波器测量器件上的 VIN、VOUT?

    此致、
    Julian
  • 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。

    您好 Julian、

    非常感谢您提供的信息。

    第一个。 我在数据表中没有看到关于100欧姆电阻器和100nF 电容器的任何说明。 这些值只在基准电路上设置、没有说明。  我在没有值的情况下进行了仿真、结果很成功。

    您能不能确切地解释一下转换器上这两个组件(100欧姆和100nF)的功能是什么?

    电流:最大负载电流为300至500mA。

    中断。 通过关闭负载、转换器会断开、输出电压仅为0.7至1、2V。我没有重新启动器件。 我仅关闭负载、转换器连接到锂离子电池。 我猜、由于电池的电感而产生的瞬态峰值电压会损坏转换器。 但实际上、不应发生这种情况、因为负载仅为300至500mA。

    VIN:使用示波器、我通过切断负载来测量 VIN 引脚上的电压7、9V。

    下一个设计:实际上、计划使用具有25 Ah 锂电池和360 A 负载电流的转换器、持续5秒。 在这种配置下、仿真端的互感电压为50V、持续8us、开关关断电流为360A。 如何保护此转换器的输入免受任何瞬态电压的影响??

    请您回答。

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    大家好、Tchapi、

    VIN 上的7.9V 电压将损坏器件、因为它高于绝对最大额定值。

    对于下一个设计、负载电流为360mA、对吧?

    您的问题:如何保护此转换器的输入免受任何互感电压的影响???
    这取决于过冲的根本原因及其发生时间。
    如果它是源到电路板阻抗的振铃(从电池到 VIN 引脚的电缆和连接器阻抗)、则输入阻抗降低将大有帮助。
    这将有助于缩短连接长度(电缆或电路板布局)。 扩大连接范围、例如、当我查看您的上述设计时、您仅使用一根小线连接 VIN、输入电容器远离 IC、请查看 EVM 布局以进行低输入阻抗连接。
    此外、增加输入电容也会大有帮助。 查看 EVM、我们在输入端添加了钽电容器、因为我们希望人们使用这些具有长电缆(>20cm)的电路板。

    如果高电压的根本原因不同,比如在负载被移除时电池电压突然增加(说实话,我不是期待这种情况,但是我对您的系统、电池不是很了解,...我必须考虑所有可能性), 或任何其他根本原因、您需要深入了解此问题的详细信息。 为此、最好订购 EVM、并在使用良好的电路板布局时检查电压是否达到高电平。
     

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    Hallo Brigitte 和 Julian、

    实际上、我们的设计中没有任何电缆。 该转换器通过 PCB 直接连接到锂离子电池的输入端。 PCB 由直接机械装置 放置在电池上、以便在 PCB 和电池的极点之间建立电气连接。

    第一个问题:请注意 VINA 上的100欧姆电阻器和100nF 电容器的作用是什么? 我无法阅读数据表中有关该信息的任何信息。

    第二个问题:为了降低转换器输入端的互感电压 、我使用了 LC 滤波器和 TVS 二极管、正如您在我的设计中看到的那样。 您是否认为 LC 滤波 器可能是转换器功能良好的问题?

    第三个问题:我在一些论文中读到、使用与锂电池连接的钽电容器是一个不好的主意、因为它们对电压波动非常敏感、这可能导致电容器短路。 您同意吗?

    设计:


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    大家好、Tchapi、

    VINA 上为100 Ω+ 100nF:这是一个噪声滤波器、用于减少开关噪声耦合到 VINA 中。 尤其是对于未优化的布局、这可以优化 IC 功能、但这肯定不是 IC 受损的原因。

    VIN 上的 LC 滤波器:我想知道该滤波器是否会增加您在关闭负载时遇到的问题。 当有负载需要向输入电容器放电时、电感器中存储的能量、因此我希望您甚至可以在负载关闭时增加输入电压。 我认为您应该移除电感器、只需增加输入电容器、以便在负载关闭时具有更少的过冲。  
     
    具有锂电池的 Tantal 电容器:您提到过在 VIN 引脚上测量的电压为7.9V。 您是否也直接从电池的负极到正极进行测量? 如果是、您在那里观察到了哪个电压? 我从未听说锂离子电池上的电压会增加到如此高的电压、因此我希望 VIN 上的高电压不是由锂离子电池引起的、而是由电源和接地路径中的阻抗引起的。
    通常、钽电容器会因过压而损坏、因此如果由于任何情况而在系统中发生过压、钽电容器的额定电压必须高于最大过压值。

    我认为过压不是由电池引起的、而是由负载断开时输出上引起的过冲引起的。 在您的设计中(PS/SYNC =高电平)、当输出电压变得过高时、允许转换器将电流返回到 VIN。 由于输出上的电容为30uF、输入上的电容仅为4.7uF、因此这可能会导致 VIN 上出现过压。 请在输入侧添加电容、并应降低电压过冲。

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    大家好、Tchapi、

    请将您的布局与 EVM 的布局进行比较、并尝试在新电路板上采用 EVM 布局。