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[参考译文] TPS54218:器件在工作温度范围内不能正常工作

Guru**** 2382660 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54218
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/838024/tps54218-device-not-correctly-working-in-degree-temperature

器件型号:TPS54218

尊敬的团队:

我使用 TPS54218为 FPGA 生成2.5V 电源(参见图 5)。 电源(C60-C66)右侧的电容器是 FPGA 附近的电容。 当 TPS54218的温度介于(+100摄氏度和-20摄氏度)之间时、它正常工作、该电源的输出电压为恒定的2、5V。但当温度低于-20摄氏度时、TPS54218电源的输出电压不恒定、 但电压斜坡介于2、2和2、9V 之间。我在输出端添加了3个100 μ F 电容器、并将电感器更改为4、7 μ H、我也根据德州 WebBench 更改了补偿(图6)、但结果是相同的。  

我还尝试在电源输出上施加更多的负载、但结果是相同的。

当我在 TPS54218上确保电流和开关输出电压时、我发现 TPS54218的调节可能是错误的、因为有时电感器和输出电容器会产生负电流。 有时 TPS54218不会关闭"底部开关"。 我用小型的反抗者(RM,Rn,无图)来衡量这一点。 6和图 5)、请参见图1 - 4。 很抱歉,此图上有噪音。

我将此 IO TPS54218用于其他电源、例如3.3V、1.8V 等、但在本例中它工作良好。

图 1:使用 TPS54218的电源输出电压(温度低于-20摄氏度):

图 2:电流"来自"电源通过1R 欧姆电阻测量(温度低于-20摄氏度) r:

图 3:来自 TPS54218的电流(由0R22欧姆电阻器测量)、(温度低于-20摄氏度):

图 4:来自 TPS54218的电流(由0R22欧姆电阻器测量)、(温度低于-20摄氏度)-详细信息:

图 5:采用 TPS54218的电源原理图-(未更改)

图 6:采用 TPS54218的电源原理图-(添加了电容器、更改了电感器和补偿):

此致、

Radek

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    您好、Radek、

    感谢您提供有关案例的详细信息。

    我需要更详细地研究这一点、您能否同时回答我的以下问题:

    1.请确认、对于2.5V 电压轨、-20°C 至+100°C 之间没有问题;对于1.8V 和3.3V 电压轨、即使低于-20°C、也没有问题。

    2.如何在测量过程中施加温度? 您的实验室是否具有测量实际器件温度的功能?

    3.您能否确认您的无源器件符合低温要求(我假设是这样)。

    4.您是否看到在较低温度下有多个器件出现相同问题、还是只看到一个实例?

    非常感谢、

    Britta

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    您好、Britta、

    1.是的、1.8V 和3.3V 电源轨即使在-20°C 以下也能正常工作。 2.5V 电压轨在0°C 至+100°C、-20°C 至0°C 之间工作良好、这是可接受的功能、但输出电压存在"弱斜升"。 在-20摄氏度下、输出电压与斜坡非常差(如图 1)-更多霜冻-输出电压斜坡更大。  

    2、我们的工业冷冻机配有数字温度控制器、此外、我们还通过接触温度计 GMH 1150 - K 型来确保器件上的温度。我们需要我们的器件在-40°C 和+100°C 的温度范围内工作。

    电阻器符合低温要求、

    10u;47u;100u 和470n 电容器-> X5R 电介质、

    4u7;100N;22n 和12n 电容器-> X7R 电介质、

    470p 电容器--> NP0电介质,

    120P 电容器--> C0G 电介质。

    两个电感器均可在-40°C 至+125°C 的温度范围内工作。

    4、是的、在较低温度下、我们有更多相同问题的器件。

    谢谢、

    Radek

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    Radek、

    最可能的原因是过度补偿。  在低温条件下、功率级会增加我的增益并将交叉频率推至过高。  另一种可能是布局。  如果输入电容器未连接到具有极低寄生的极低阻抗路径的 VIN 和 GND、则会出现已知的冷启动问题。  但是、这对我来说似乎是一个稳定性问题。

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    Radek

    虽然原始设计的环路响应看起来基本上正常、但输出电感器相当大、输出电容器相当小。  修改后的原理图上的环路仿真结果一团糟。  如果可能、请尝试以下值:

    L3 = 1.5uH

    R117 = 19.1k

    C179 = 2.7nF

    C178 = 27nF

    对于输出电容、请使用单个100 uF 的脑电容。  可以将 HF 旁路电容器(470p、100n)保持在适当位置。

    请告诉我、这是否适合您。  否则、我们将需要研究您的布局。

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    您好、Radek、

    您是否有机会查看 John 提出的建议?  

    请告诉我们您的问题是否已解决、以便我们可以关闭此主题。

    谢谢、此致、

    Britta

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    您好、Britta 和 John、

    是的、我已经使用此更改对其进行了测试。 但也有相同的问题。

    但是、当我尝试推入电路板上的十六进位时、2.5V 电源轨开始正常。

    我尝试多次更换 IO TPS54218、因为某些电路板的电压轨为2.5V、但对于某些电路板、电压轨不是。

    我将尝试将"在2.5V 电源轨上工作的 IO"替换为不工作 IO 的 IO、并检查我们的布局。

    我将在一周后向您介绍结果。

    谢谢、此致、

    Radek

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    您好、Radek、

    您最近的测试是否有任何更新? 我的最新状态是、您希望检查布局并更换电路板上的 IO。

    您现在是否在电路工作方面取得了进展?

    请告诉我此问题是否已修复、或者我们是否可以为您提供进一步的支持。

    谢谢、

    Britta

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    您好、Radek、

    请注意、由于不活动、我将关闭此主题。

    请告诉我、如果您的方面还有其他问题、或者如果您将来看到任何其他问题、请打开一个新主题。

    谢谢、此致、

    Britta

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    您好、Britta、

    很抱歉我稍后的回答。

    我再次进行了测试、但最终解决方案是从我们的供应商的新批次中更换这些"坏" IO、其电压轨为2.5 V。 我在第一个帖子中使用了配置。

    问题可能是 IO 不良、IO 存储不良或焊接不良。 布局看起来不错。

    在过去几个月中、我们将使用此 IO 在更大的器件样本中再次对其进行测试。

    非常感谢。

    此致、

    Radek

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    您好、Radek、

    由于目前此主题上没有活动、我很想继续并关闭它。

    当您进行了具有更大样本大小的测试、但仍然看到同样的问题时、请随意选择一个新的螺纹。  

    此致、

    Britta