[参考译文] TPS61291：旁路 FET 的 RDS (on)

您好、Angelo、
该器件在旁路模式下的电流消耗非常小、在该模式下、输出电流通常应很小。
我可以知道应用条件吗？ 我会建议一个合适的解决方案

很高兴听到您的贾斯珀。

以2 AA (碱性)串联为源。  即2.2V-3.3V 的输入电压范围。  

当然、在大多数情况下、我通过旁路 FET 在该模式下消耗的电流为1mA 或更低、但有时从3.3V 的高电平到2.95V 的电池电源、我的电流可能高达90mA。

TPS61291为 LM3370供电、LM3370为摄像机的电源轨供电。  摄像头需要 LM3370提供2.8V 和1.4V 电压。  我假设 LM3370需要2.85V 电压、因此我不会遇到压降问题。

因此、我需要 TPS61291输出的电压不低于2.85V、并且通过该 P-FET 的电流为90mA。 而 P-FET 的1.2欧姆、我将下降 ~0.1V。  因此、2.95V 是我必须 转向升压模式时的电压。  我希望 能够更有效地让电池电压降至2.85V 、然后才能转向升压模式。

如果 Rds (on)较低、则需要较大的 P-FET、也可能需要更大的驱动器、所有这些都意味着更大的 IC、 但我不得不问、因为这是我真正想要的、而不必去芯 片中真正需要最低2.3-2.5V 输入电压的 BGA 版本(即 TPS6128x 系列)。  我的电路板即将完成布局、现在我发现0.1V 压降让我不得不 再做一些最后的 tweeks。  我想现在更清楚这个问题、而不是在电路板出来之后、我 在那个深夜开始刮擦头 、试图了解为什么 PFET 有0.1V 的压降。  

我在加利福尼亚州米尔皮塔斯。  此致！  

无论如何、

您好、Angelo、
TPS61291的控制逻辑是小负载下的旁路模式，例如1mA。 然后在高输出电流条件下进入升压模式。 因此、应在电流为90mA 时禁用 P-FET。

由于碱性电池的 ESR、很难检测电池电压何时低于2.9V。 因此、只需在高负载条件下启用升压模式。

您是否会在待机条件下禁用 LM3370？ 因为即使在空载条件下、LM3370也会消耗30~40ua。

是的、LM3370在 IQ (SD)=3uAmath (请参阅数据表)中处于24小时工作日的99%。 TPS61291也为微功耗微控制器(uC)和微功耗运动检测器供电。 因此、99%的时间系统处于3.0V/40uAmath 类电源状态。 即远小于1mA。 我最初说的1mA 电流可让您快速获得参考点。

uC 有一种算法、每半小时自动唤醒一次、通过使用其内部比较器、将外部分压器连接到 Vbatt、它将电池状态与比较器1.2V 基准进行比较。 此外、如果 Vbatt 处于2.9V 阈值、我之前提到过、uC 中的比较器输出会翻转、算法会将 I/O 线路切换为高电平、即连接到 TPS61291的 EN/BYP 的线路。 IE 进入升压模式。

您建议在高负载下启用升压模式、这听起来很有趣、我注意到当 EN/BYP 变为高电平时、输出在3.2V/90mA (其中 Vin=3.3V)下保持稳定。 有趣的是、我看到该状态下的压降仍然存在。 我想它在升压模式下会变为3.0V。 无论如何、当我将 Vbatt 降至3.0V 以下时、我看到 Vo 保持3.0V、这是很好的。 这一切都很好、但我也知道、UC 比较器算法的编写不够稳健、无法在 I/O 线路恢复到微功耗状态(即3.0V/40uA)时再次将其切换为低电平。

因此、问题就在于电源子系统更高效：
1) 1)在 Vin > Vo 时处于升压模式(Vo=3.0V/90mA)、或为
2) 2)在输入电压大于输出电压且 Vo=3.0V/90mA 时、PFET 效率更高。 PFET 只是一个处于旁路模式的 LDO。

TPS61291负载为40 Ω、Vin=3.30V、Vin=79mA、Vo=3.21V EN/BYP=低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=3.30V、Vin=79mA、Vo=3.21V
负载为40 Ω 且 Vin=3.20V、Vin=76mA、Vo=3.11V EN/BYP=LOW 时、TPS61291的负载为40 Ω。 EN/BYP =高电平、Vin=3.20V、Vin=76mA、Vo=3.11V。
TPS61291负载为40欧姆且 Vin=3.10V、Vin=73mA、Vo=3.02V EN/BYP=LOW 时。 EN/BYP =高电平、Vin=3.10V、Vin=76mA、Vo=3.05V。
TPS61291负载为40 Ω、Vin=3.05V、Vin=73mA、Vo=2.97V EN/BYP=低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=3.05V、Vin=76mA、Vo=3.04V。
负载为40欧姆且 Vin=3.00V、Iin=71mA、Vo=2.92V EN/BYP=LOW 时、TPS61291的电阻为低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=3.00V、Vin=78mA、Vo=3.04V。
在40欧姆负载条件下连接到 TPS61291、Vin =2.95V、Iin =70mA、Vo=2.87V EN/BYP=低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=2.95V、Vin=80mA、Vo=3.04V。
当负载为40 Ω 且 Vin =2.90V、Iin =69mA、Vo=2.82V EN/BYP=LOW 时、TPS61291的电阻为低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=2.90V、Vin=81mA、Vo=3.02V。
在40欧姆负载条件下连接到 TPS61291、Vin =2.85V、Iin =68mA、Vo=2.77V EN/BYP=低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=2.85V、Vin=83mA、Vo=3.02V。
在40欧姆负载条件下连接到 TPS61291、Vin =2.80V、Iin =66mA、Vo=2.72V EN/BYP=低电平。 EN/BYP =高电平、Vin=2.80V、Vin=84mA、Vo=3.02V。
从 Vin=3.30V 降至3.05V、我在升压模式中看不到任何好处。 在升压模式下、我会获得相同或更多的电流消耗、但仍然会发生压降。
从 Vin=3.05V 到2.95V、我在升压模式下仍然看不到任何好处。 我可以将 LM3370 2.87V 供电。

LM3370讨论了100%占空比(低压降控制)、数据表第14页。 我注意到它不起作用、但这是在我真正了解 TPS61291有压降之前、这可能让我感到困惑。 我必须进一步测试它、因为如果它确实起作用、我可以在旁路模式下生活、低至输入电压=2.90V。 这时、TPS61291的压降= 0.1V、然后我将处于摄像头所需的2.8V 电压轨。 有趣的是、LM3370采用 DSBGA 封装时的 RDS (ON)确实稍微好一些、但这需要一个我不想做的新布局。

LM3370页15数据表显示了压降公式。 PG 16未显示 BGA 封装的等效曲线。
我再次认为、在升压模式之前、TPS61291的最终值应该是2.95V。 因为在 TPS61291 PFET 的0.1V 压降下、LM3370的输入电压将达到2.85V、而在 pg15等式中、我将有足够的压降、并且不必对使用的电感器非常挑剔、也不必担心温度变化。

您好、Angelo、
感谢您进行详细的基准测试。
在测量中、您可以使用电阻器来模拟负载。 但是、负载不是纯电阻器。 至少 LM3370不是电阻负载。 它是降压转换器、如果输入电压更高、则消耗的电流更少。

我同意您的结论：将模式转换值设置为2.95V 是合理的。

是的、LM3370不是电阻负载、但我必须对 TPS61291进行基准测试、这是我知道的最好方法、它是通过40欧姆负载实现的。 VO/IO=3.0V/75mA=40 Ω。

TPS61291的 VO 和 IO 是 LM3370的 Vin 和 Iin。 LM3370的 VO 和 IO 馈送摄像头图像传感器。 是的、当输入电压大于输出电压时、降压转换器效率较高。
我在大约17年前曾是 National Semiconductor 的模拟 FAE、大约10年前、我曾在 Si Valley 担任过用于 IDT 的 PMIC 应用工程师。 我们仍然非常感谢您的支持。 您的时区提前8小时。 我猜您会提供英格兰的支持。 大约20年前、National 在德国的 Firstelfeldbruk 有一个大型支持中心。

安吉洛

请告诉我您对 LM3370可能有哪些具体问题。

尊敬的 John：
我将继续介绍整个系统布局、大约完成了3/4。 如果普通分销商 Avnet、Arrow、Digikey、Mouser 不存在库存、那么应该如何获取20个 LM3370SD-3416/NOPB 样片或购买？ 17年前我曾是国家半 FAE、因此如果我的第一个问题是非技术性的、我会提前道歉。 我知道其他类型的 LM3370更有可用之处、但这将要求我完全了解编程情况。 奇怪的是，几个季度前，我失去了这些细节的工作方法。 3416使我能够在所需的确切2.8V 和1.4V 电压下启动我的系统。

安吉洛

我可以进一步研究、但现在 Rochester Electronics 是唯一展示库存的地方：

如果您不需要 I2C 接口、我们有其他(非引脚2pin)选项。  供参考、这是我在过去几年收到或看到的第一个 LM3370查询。

您好、John、
是的、我 昨晚看到了 www.rocelec.com/.../TEXTISLM3370SD-3416-NOPB、我通过电子邮件向他们查看他们是否会向我出售20个商品、因为网站上至少显示了329个商品。 他们可能不想拆分小卷带。 LM3370的其他型号似乎总是有一些注意事项。 我不想重新思考电源子系统、但似乎有许多事情在推动我朝着这个方向发展。

您好、Angelo、
您对升压转换器或 LM3370器件还有其他技术问题吗？