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[参考译文] TPS63031:Vina 连接、在省电模式下运行时输出、并在实施更高电压监视器时禁用

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63031, TPS63051, TPS63802
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/805030/tps63031-vina-connection-output-when-operating-in-power-saver-mode-and-disabling-when-implementing-a-higher-voltage-monitor

器件型号:TPS63031
主题中讨论的其他器件: TPS63051TPS63802

大家好:

我不确定我是否正确理解了数据表的某些部分、由于我在这类器件方面没有经验、我想请大家在我的用例中提供实施方面的帮助。 首先,让我指出我产生怀疑的原因:

  1. 我主要关注的是 VINA 的连接。  根据数据表的"功能方框图"、它通过 电阻器在内部连接到 VIN。 此外 、其数据表的"典型应用原理图"图以及 TI 的一些其他资源显示了 VINA 未从外部连接到 VIN 的原理图。 但是、由于这两个引脚都暴露在外、并且网络上的一些非官方原理图显示它们在外部连接在一起、因此我怀疑是否必须这样做。
  2. 大多数示例显示了固定使能和 PS/SYNC 引脚连接到 VINA 的用例。 但是、我想以不同的方式使用它们、以利用省电模式、并使用不同的情况启用器件。 由于 VINA 而非 VIN 的"电源域"似乎比较喜欢它们、因此我对如何实现它们感到怀疑。
  3. 另一个问题与 数据表第9页"8.4.3节"省电模式和同步"中的文本有关、其中提到: "如果启用了省电模式、则如果平均电感器电流低于约100mA、且输出电压处于或高于其标称值、则转换器停止运行"、如果在这种情况下我无法获得稳定的3.3V 电压、这对我来说并不明显。

现在、请让我解释一下我想要实现的目标:

  1. 我想禁用 TPS63031、其下限为3V、而不是器件的1.8V。
  2. 我想利用 TPS63031提供的省电模式。 我的电路的通常消耗如下:
    1. 当它被"部署"时、它会在1至2秒内执行一个持续周期、消耗大约为400mA、然后 在20秒内执行3至20mA 的消耗。
    2. 当它未被"部署"时、电路消耗的电流仅约为50uA、这是大多数时间。

这是我到目前为止的推理、如果是这样、我想请您纠正我的问题:

  1. 如果我从外部连接 VIN 和 VINA 、我将禁用它们在 TPS63031上的内部连接(根据其"功能方框图")。 然后、我不应该将它们连接在一起、因为我会禁用将它们连接在一起的器件上的内部电阻器。
  2. 应  在 VIN 而非 VINA 上实现 TPS3839G33 (3V 电压监控器)。 VIN 具有我要监控的电源电压、VINA 在一个电阻器之后(在第1点提到)具有 VIN 电压。 高于) 、低于该值。

关于省电模式、我找不到结论。 如果我将 PS/同步永久接地、我不确定数据表中提到的100mA 限值是否会在我的电路在50uA 和2至20mA 的电流下运行时引起任何问题。

这是我的当前原理图:

最后一个问题是、我还考虑了 TPS63051、但我选择 TPS63031的原因是后者 的静态电流较低(在类似条件下为60uA、50uA)。 但是 、根据 http://www.ti.com/lit/an/slyt412/slyt412.pdf 的说法 、即使在像我的空闲电路中、也只有一部分功耗考虑因素、但没有一个比另一个更明显的优势(对于 TPS63051、我不会选择实施上拉电阻器可能会有所不同的电源正常状态)。 我是对的吗? 还是一个比另一个更好的优势?

我感谢大家对这方面的任何关注。

谢谢!

  • 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。
    尊敬的 Mauricio:

    您的原理图正确、VINA 不应从外部连接到 VIN。 100nF 电容器(原理图上的 C16)与内部电阻器一起构成内部控制电路的电源滤波器。 存在 VINA 引脚的原因是为了连接外部100nF 电容器、因为这样大的电容不能集成到 IC 内部。

    EN 和 PS/SYNC 引脚是数字输入引脚、您可以在外部控制它们以在运行期间禁用/启用器件或更改电源模式。 因此、对于 EN 引脚、您使用监控 VCC/VIN 线路的电压监控器做了一件好事。

    对于 PS 引脚-您刚才提到的说明意味着在省电模式下、当 Iout <100mA 时、器件会在短突发模式下运行、以在轻负载下实现高效率。 影响较大的输出纹波、但这通常并不重要。 在任何情况下、输出电压始终调节至3.3V

    关于哪款器件最适合您、我可以提供建议、但我需要更多信息:
    输入电压范围是多少?
    2.未部署设备的期限是多久?
    3.在未部署器件或您可以关闭器件(因此也要关闭负载)时、保持 Vout=3.3V 是否重要?

    此致、
    密耳
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    感谢您的回复 Milos!
    这完全消除了我的疑虑。 非常感谢您对我的解释。

    关于在 TPS63031/TPS63051中进行选择:

    电源为 USB 端口(范围:0至5.25V)或 LiFePo4单节电池(范围:3V 至3.65)。 我对 USB 供电时的效率不是很关心。 重要的是当电池为电路供电时。 如果连续使用该器件、它可以在标称范围内持续工作11至13小时(在我的电流原型设计中、这种情况介于3.25至3.3V 之间)。

    最近充电的电池和几乎空的电池的使用寿命不超过12分钟。 因此、我要说、升压电路在大多数情况下是转换器内部充电的电路、接近于3.3V 的稳压。

    2.完全使用设备时,我希望用户每晚都要充电。 希望他们能在白天不使用器件时(我称之为"未部署"状态、电路消耗约50uA)休眠。 该空闲时间最多可达3/4、因此不需要经常为器件充电。

    3.未展开时无需保留负载。 这将是很好的、因为这将允许在几天后不使用带电设备。 当我计划原型时、我只能想到机械开关。 我发现的问题是、如果由于某种原因用户不记得在充电时将其打开、则器件将无法在网络上自行配置并显示充电状态。

    再次感谢 Milos!
  • 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。
    尊敬的 Mauricio:

    请您澄清以下几点:
    "最近充电的电池和几乎空的电池的使用寿命不超过12分钟。 因此、我可以说、升压电路在大多数情况下是转换器内部充电的电路、接近于3.3V 的稳压。"

    如果您的器件在正常使用情况下以高负载(>1mA)工作1/4时间、那么低 IQ 并不重要。 除非您希望它有时在待机模式下工作更长时间。 如果您可以通过 EN 引脚关闭稳压器、则可以获得一些额外的时间、但这意味着您还需要一个不由稳压器供电的电路来控制它。

    TPS63031的 μA μA 较低、这会导致空载输入电流更低(约为35 μ A)、而 TPS63051的空载输入电流约为50 μ A。 根据您的时间轴、您还可以考虑 TPS63802。 该器件的 μA μA 更低、为11 μ A、因此空载输入电流约为15 μ A。 它还具有一个额外的优势、即在 EN 引脚上具有精确的阈值、因此您无需使用电压监控器即可在3V 电压下实现关断、请参阅此应用手册:

    www.ti.com/.../slvae79.pdf

    此致、
    密耳
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    我的结论是、这三种备选方案中的任何一种都将在我的情况下以预期用途完成大部分工作。

    但是、最好使用新 的 TPS63802 、因为它看起来(根据  数据表上的降压/升压操作说明)在极低的负载和接近 VOUT 的 VIN 情况下具有更高的效率、 当我的器件充电但未使用时、这最终会对其产生积极影响。 此外、似乎最好将其与电压监控器而不是电阻器配合使用、因为它很难匹配其功耗。

    我注意 到、TPS63802的一些初始硅酮 在数据表中描述了与降压模式下的调节相关的问题、 由于我不喜欢冒险、我似乎不得不坚持 使用 TPS63031 、因为我渴望在几个月内看到下一个原型迭代。

    关于:  

    请您澄清以下几点:
    "最近充电的电池和几乎空的电池的使用寿命不超过12分钟。 因此、我可以说、升压电路在大多数情况下是转换器内部充电的电路、接近于3.3V 的稳压。"

    我指的是放电时电池的电压曲线。 只有在运行开始和结束时、电压才会快速下降、与标称电压范围下的持续时间相比、这一下降时间仅为极小的一部分。 由于该范围比转换器的稳压3.3V 稍低一些、我曾提到过、我期望转换器的升压部分在大多数时间都是工作的部分。

    非常感谢您对这款 Milos 的帮助。 它非常有帮助。

    此致。