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[参考译文] TPS5430:启动序列期间的 Vout 下降

Guru**** 668140 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS5450, TPS5430
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/1165260/tps5430-vout-drop-during-start-up-sequence

器件型号:TPS5430
主题中讨论的其他器件:TPS5450

男士、

我正在挖掘这篇老文章、以跟进新的问题。

当时、通过减小 COUT 值来修复平流期间的压降。

实际上  ,由给出的 FCO    限制并未确定(要求>3kHz),其中 L=22µH 和 C=C = 390µF =>FCO = 2315Hz。  

通过将 Cout 降低到220µF => FCO 变为= 4104Hz。 实验测试验证了该解决方案。

在原理图下方连接了容性负载(对应于其他电路板)

自几个月以来,同样的开始问题再次出现,没有对任何组件进行任何修改。 电路板现已投入大规模生产。

这些启动问题会"随机"发生、具体取决于所使用的电路板。 但对于故障电路板、问题发生在70%。  

低于 CH1:VIN (24V)/ CH2:输出电压(15V)/ CH4:输出 电流

我认为问题是由于 TPS5430的电流限制造成的、因此我尝试使用 TPS5450。 但输出电压下降仍然存在。

低于 TPS5450 (Imax =7.5A)

CH1:VIN (24V) /  CH2:输出电压(15V) /  CH4: 输出 电流

经过实验室调查、去耦电容器(TPS5430的前端)似乎对此问题有影响。

在我们的电路板设计中、输入电压为+24V DCBus、通过 IC 附近的4个铝电容(390µF μ F/50V/40mR)和2.2µF μ C/50V/X7R 进行滤波。

使用电容器重新分区是否符合数据集要求? 请参阅以下内容:

因此、我尝试将 X7R 电容值增加到10µF μ F。 是的、启动顺序有了改进(问题发生 在 10%、而不是70%)。

但我在 TPS5430附近没有看到电压或电流信号的形状有任何差异...

为了尝试了解这种现象、我在没有去耦电容器的情况下进行了测试(通过荒谬的测试)。

我知道吗? =>没有更多的启动问题(100%的启动序列是兼容的!)

因此、我在所有这些测试中都有点迷路了、我需要一种新的方法来了解这些现象。

此致、感谢您的帮助。

  • 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!

    您在启动期间的负载电流是多少?  看起来器件达到了电流限制。  

    此外、电感器饱和电流额定值为4.5A、超出了您显示的图像中的额定值。 电感器可能会饱和、从而导致电感器电流快速上升。 您能否尝试使用另一个饱和电流额定值更高的电感器进行测试? 您是否曾尝试使用 EVM 为三个外部电容负载供电?   

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    您好 Harrison、

    感谢您的播放。

    在启动期间+15V 负载通常是电容器(在上面的图片中可见)、智能组件(IGBT 驱动器2SC0435T)也连接到+15V、但在电源大于7V 之前、他不会将电流并发、因此他将其视为未激活。

    我使用了不同的电感器:

    1-相同的值22µH 和 Isat=9A =>不运行!

    2- 33µH /Isat=6.5A => 请勿运行! (同44µH ć 一罪)。

    3- 15µH /Isat=8A =>运行!

    我还使用高分辨率(每1.6ns 1个样本)和50MHz 带宽传感器监测电感器电流、看不到饱和形状。

    您的意思是: "使用 EVM 为三个外部电容负载供电?"

    非常感谢。

    此致  

    Fabien Denis

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    您好 Fabien、

    有趣的是、具有较高等比率的相同22uH 会导致器件无法正常工作。 您确定它已正确焊接吗?  

    这是 EVM: TPS5430EVM-173评估板|德州仪器 TI.com 

    我的问题是更改 EVM 的电阻器值以产生15V 输出电压、以查看 EVM 是否可以为器件供电、或者它是否也会出现相同的问题。  

    您是否能够断开3个外部负载并测试器件是否可以一次加电1? 如果是、同样的行为是否仍然发生?

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    您好!

    很抱歉耽误你的时间、我今天回到办公室。

    对于22µH Ω(Isat 9A)的测试、我确信焊接是正确的。

    我已经测试了外部负载的断开连接。 是的、它可以工作(无负载或2个负载)。

    但在现场连接了3个负载。

    请注意:

    有时、它在连接所有3个负载的情况下工作(使用初始配置)。

    良好运行(所有3个负载)的最佳做法是将扼流圈值减小到10µH Ω、或将输入去耦电容增加到10µF μ F 而不是2.2µF μ F。

    感谢您的评论

    此致、

    Fabien Denis

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    您好 Fabien、  

    感谢您分享有关此设计的观察结果。 如果该设计以较低的负载运行、使我相信器件在启动时达到电流限制。 听起来、您可以使用一个器件为多达2个负载供电、希望这对您的设计来说是可以接受的。 我将关闭此主题、但如果您需要有关此主题的进一步帮助、请发表回复。  

    此致、

    Harrison Overrurf

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    哈里森、您好!

    为2个负载加电对于最终应用(三相逆变器)是不可接受的。

    我需要了解的是 、它在何时起作用

    1 -扼流圈值被减少至10µH Ω 而不是22µH Ω(这个动作应该有利于达到电流限值)。

    2 -输入去耦电容增加到10µF μ F 而不是2.2µF μ F (与电流跳变没有直接关系)。

    我可以用上述两个想法中的一个来修改设计、但我必须确定它的作用原因。

    非常感谢你的帮助。

    此致。

    Fabien Denis

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    您好 Fabien、  

    当电感器为10uH 时、您能否共享正确启动序列的图像? 此外、该电感器的器件型号是多少?  

    对于所选的输入电容器(10uF 和2.2uF)、这些器件的电压额定值和 RMS 电流额定值是多少? 当您最初移除2.2uF 输入电容器并且设计正常工作时、该组件可能会因超出其某些额定值而损坏。  

    此外、我返回到原来的帖子、您是否曾尝试通过电阻分压器将 EN 连接到 VIN?  

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    哈里森、您好!

    请参见以下10µH Ω 扼流圈测试(参考: ETQP4M100KVC)  CH1:输出电 流 /CH2 :输出电压(15V)  

    如您所见、最大电流达到5.39A、这是第一个屏幕截图中跳闸值的上方(5.183A)

    请注意、这些比较测试是使用相同的电路板和相同的 TPS5430进行的。

    关于输入电容器、2的额定电压为50V、RMS 电流额定值大于5A @ 500kHz。

    低于该值的变化与施加的直流电压间的关系。 供参考、对于第一次跳闸、输入电压等于9V  

    移除2.2µF Ω 后的测试、已通过重新测试(新的2.2µF Ω 已焊接、再次移除)进行验证。

    是的、我已经使用 VIN 和 EN 引脚之间的电阻分压器进行了测试、以便在输入电压稳定在24V 时延迟 TPS5430的启动。 启动触发行为没有改善。

    这在第一个屏幕截图中也可见。 即使输入电压已达到+24V、断续模式仍保持启用状态。

    此致。

    Fabien。

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    您好 Fabien、

    感谢大家分享、您是否能够进行热测量? 我想确认器件的热保护没有跳闸。  

    此处显示的最大输出电压电平是多少:

    我想在此确认器件是否触发过压保护。 或者、此事件是由负载侧的变化触发的吗?  

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    哈里森、您好!

    从我的角度来看、没有热保护跳闸、所有这些测试都在我们的实验室中完成(25°C)、每次启动之间间隔10秒、以确保所有电容器的压降。

    在屏幕上、最大电压为16V、比设定点高1V。 这个小过冲是否正常? 我认为是的、请确认。

    负载变化是由于电容器已充满电。

    此致、

    Fabien Denis

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    您好 Fabien、  

    从散热角度来看、该器件在输出电压下降之前提供大量功率(在输出功率接近60W 之前、我发送的已中断信号中)。 假设 RThetaJA=42.3C/W、并使用最低结温进行热关断(135C)、则器件在热关断之前仅需消耗2.6W 功率。  

     当 VSENSE 上的电压达到112.5% x VREF 时、将激活过压保护。 假设基准电压最小为1.2V、则过压保护电路可在输出电压达到16.65V 时激活。 我想确认这没有违反过压保护。   

    您能否向我发送稳态波形(PH、VOUT、IL)的图像? 我想看看是否有任何不稳定的迹象。  

    此外、您是否还能够在器件处于稳定状态时运行频率响应或负载瞬态?  

    此致、

    Harrison Overrurf  

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    哈里森、您好!

    您谈论的是哪一个案例有效? 在这种情况下,如何计算输出功率? 60W 似乎很大。

    我不认为这是热跳闸、实际上是器件处于冷态时启动跳闸、而是在5ms 后首次跳闸。 6次断续(120ms)后、新的启动序列成功并运行30ms。 请参见下面的。

    在未激活断续模式的情况下、可能会发生过压保护。 与平流之旅没有关系,不是吗?

    我无法运行频率响应、我没有所需的材料。  

    我将于下星期一发送稳态和负载瞬态波形

    此致

    Fabien Denis

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    您好 Fabien、

    我计算出的输出功率为 VOUT*IOUT=Pout。 在下图中、输出电压为~15V、平均输出电流约为4A:

    我再看一下这张图片:

    在器件进入断续模式之前、输出电压开始上升的第一部分、我计算了产生该波形所需的电容:

    I=C (dV/dT)

    其中

    I = 4.5A (这种近似值在保守方面、可能略高)

    DV=4V

    DT=4msec

    求解 C = 4.5mF! 此近似值假设纯容性负载没有其他负载从输出端拉取电流。 如果是这种情况、则计算出的输出电容远高于原理图中所示的电容。 您能否确认在器件导通时没有其他负载从15V 电源轨拉取电流? 是否可以完全断开除容性负载之外的所有其他负载?  

    我期待星期一的稳态图像。  

    此致、

    Harrison Overrurf