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[参考译文] TPS2121:负载下的切换期间输出电压骤降

Guru**** 2553260 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/770450/tps2121-output-voltage-dip-during-switch-over-under-load

器件型号:TPS2121

您好!

有关设置的一些快速详细信息:

  • IN1:12.2V
  • IN2:12.5V
  • 跳线的安装方式如下所示。

我有两个屏幕截图要分享。

  • 屏幕截图1显示了 IN2关断后器件将输出源从 IN2切换到 IN1。 IN2上游有数百个 UF、因此电压衰减缓慢。 这种情况下的负载约为9A、由多个降压转换器组成。 这张屏幕截图看起来很好。
  • 屏幕截图2显示 了器件在 IN2关断后将输出源从 IN2切换到 IN1、并且在状态引脚快速切换时 Vout 大幅下降。 这种情况下的负载约为1.4A、包含与大致相同的降压转换器、但也包括通过功率电阻器的0.5A 电流、以模拟此测试中不存在的其他电路。

我认为问题的原因是 IN2上的电压缓慢衰减(可能是这样)。 但很明显、它所需的一切是将负载从1.4A 降低到9A 以实现稳定的切换。

我的假设是、当 IN1连接到负载时、从0A 到1.4A 的跳变足以将 IN1拉至 IN2以下、因为放电需要很长时间。 (注意:还有一个连接到 IN1和 IN2的大 LC 滤波器、这可能 会加剧此问题。 请参阅附件)

感谢您提供有关解决此问题的任何建议。

通道1 (黄色) 为输出电压
通道2 (浅蓝色)是具有3.3V 上拉电阻的 ST (来自外部电源)。
通道3 (品红色)为 IN2 (12.48V)
通道4 (深蓝色)为 IN1 (12.2V)

e2e.ti.com/.../Input-voltage-filter.pdf

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    您好、Ryan、  

    感谢您与 E2E 联系!

    假设可能是正确的。由于输入电压骤降、当负载电流增加时、器件可能会在 IN1和 IN2之间切换回。 但是、我认为在 TPS2121上可能很难实现这一点。 TPS2121在比较 IN1和 IN2时使用具有迟滞功能的内部比较器。 参考图19、如果 IN1在 IN2下降时下降到超过 VCOMP、则器件只会切换回 IN1。 看一下示波器屏幕截图、我看不到 IN1下降~280mV。 是否可以放大切换事件?  

    对于这种类型的切换事件、使用控制引脚可能更容易。 通过启用 PR1、这将允许精确地发生切换事件、而不会导致任何不可预见的切换。  

    谢谢、

    黄亚瑟


    要查找有关电源开关的最新信息、请访问 www.ti.com/powerswitch

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    尊敬的 Arthur:

    感谢您快速评论此问题。

    为了帮助解决问题、我们删除了原始文章中提到的输入滤波器。 我认为大串联电感阻止了电源轨快速提供负载电流。

    无论如何,我们似乎仍在对评估板产生问题。 跳线的组装方式与上述相同。

    在切换期间、什么会导致器件重新启动、这是如此? 我们完全处于电流限制范围内、并且输出电容器已充电。 有关更多测试、请参阅随附的 PPT:

     e2e.ti.com/.../TPS2121-eval-board_5F00_Vcompare-mode-_2D00_-Copy-_2800_2_2900_.pptx

    谢谢!
    Ryan B

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    您好、Ryan、  

    看一下 pp 中提供的新波形、器件的行为看起来与提供的初始波形不同。 通过移除输入滤波器、状态引脚不再切换高电平/低电平、因此器件不会在 IN1和 IN2之间切换。 正如我们提到的、我认为这个问题是由 IN2电压跳过 IN1阈值/低于 IN1阈值+迟滞导致器件在 IN1和 IN2之间重复切换所致。  

    从这些新波形中、我可以看到器件正在进入热关断状态、并使用 SS 电容器重新启动。 这可能是 由于浪涌电流导致器件过热并重启造成的。 尽管您提到您处于电流限制范围内且输出电容器已充电、但我认为这可能仍是问题的根源。 查看第4个波形(开关正常)、我们可以大致计算进入器件的浪涌电流:

    近似值:dV:~2V,dT:~250us

    浪涌电流=负载* dV/dT

    = 320uF * 2V/250uS

    = 3.8A

    加上浪涌电流+负载电流、总负载电流可达到4.8 - 5A。 这将导致器件进入热关断状态并重新启动。

    我可以在实验中运行一些测试来确认这种行为。 请给我几天时间来收集一些波形。 同时、您能否尝试以下建议:

    1. 我们可以减少 COUT 吗?  
    2. 我们是否可以增大输入电容以防止输入端潜在的振铃?
    3. 您能否放大第4个波形以更准确地测量开关行为?  
    4. 如前所述、这可能有助于使用不同的比较模式、例如与 PR1引脚的 XCOMP 模式。  

    谢谢、

    黄亚瑟