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[参考译文] TPS55340:升压输出错误、具体取决于使能引脚

Guru**** 1640390 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS55340
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/823766/tps55340-wrong-boost-output-depending-on-the-enable-pin

器件型号:TPS55340
主题中讨论的其他器件: PMP15037

我按照 WEBENCH 的原理图和原型 PCB 布局布线。

当我插入 USB 5V 输入时、我期望获得30.6V 输出。 但是、我得到的输出电压低于30V。

当"DAC 标记"部件为0V (连接到 GND)时、输出为

0。VIN = USB 5.06V、EN 引脚= USB 5.06V、VOUT = 9.24V

1. VIN = USB 5.06V,EN 引脚= 3.288V,VOUT = 4.89V

我可以问

问题0。 为什么我获得这些输出而不是30.6V? 希望不是布局问题。

问题1. 我想使用3.3V 微控制器切换 EN 引脚。

但是、当我将3.288V 连接到 EN 引脚时、输出会低于输入电压。

EN 引脚是否必须具有与 VIN 输入电压相同的电压?

有趣的是、EN 引脚甚至等于 VIN、输出会显示一个意外值。

  • 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 David:

    Q0:请共享要检查的布局。

    Q1 EN 阈值电压(最大值)为1.30V、因此3.3V 微控制器应能够轻松地将 EN 引脚驱动为逻辑高电平。  

    当 DAC 为0V 时、较低的反馈电阻为14.5k、并联32k Ω、因此为9.97k Ω。 输出电压应为(240/9.97+1)*1.129=28.3V。

    您能否检查 FB 引脚、SW 引脚、Vout 波形?

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    你好、Zach。 我想做一些更新。

    这是我使用的电流原理图。 我使用 TPS55340PWPR。

    WEBENCH 建议我使用 B560C-13-F 60V 肖特基二极管和4.7uH XAL5030-472MEB 电感器。

    所有电阻器的容差均为0.1%、具有1/8W 额定功率和0603 (16mm x 08mm)尺寸。

    开关频率为0.779MHz。 引脚6 SYNC 和7 AGND 被连接至 GND、GND 也被连接至焊盘和 PgDn (引脚11、12、13、14)。

    顶部 PCB (紫色注释显示了与 GND 平面类似的平面)

    底部。 这是一个2层 PCB。

    在我重新焊接升压转换器后、它确实显示了从输出端输出的38V 电压。

    探针1黄色:输出电压38V、探针2蓝色:SW 引脚(FB is1.129V)。

    目前、我仅在 VOUT 添加了两个10uF 铝电解电容器。

    不过、这种情况并不持续很长时间。 大约20秒后、VOUT 波动。

    我认为这是一个温度问题、因为我没有添加散热过孔。 但是、升压转换器 的最大温度为34°C (93.2°F)

    有时我会听到电路板发出"哔声"声音;我认为它来自肖特基二极管。

    因此、这可以工作几秒钟。 问题是什么?

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    尊敬的 David:

    原理图看起来不错、但布局不好。  

    1.多边形和 IC 焊盘之间的走线太薄、无法处理大电流、因此功率耗散不良。  

    2.将 Cin 靠近 IC 和功率电感器放置。 建议使用一个1uF 陶瓷输出电容器、以实现更好的输出电压纹波。 有关详细的布局说明、请参阅数据表第10部分。  

    您是否使用热像仪检查过 IC 温度?

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    谢谢、Zack

    [引用用户="Zack Liu "]您是否使用热像仪检查过 IC 温度?

    一个时刻;我正在尝试借用一个。 至少红外温度计

    告诉我升压转换器的最大温度为34°C (93.2°F) 数据表显示"宽–40°C 至150°C 工作 TJ 范围"。

    [引用 user="Zack Liu ]1. 多边形和 IC 焊盘之间的走线太薄、无法处理大电流、因此功率耗散不良。  [/报价]

    感谢您的反馈。 我将更改跟踪。

    [引用 user="Zack Liu ]2. 将 Cin 靠近 IC 和功率电感器放置。 建议使用一个1uF 陶瓷输出电容器、以实现更好的输出电压纹波。 有关详细的布局说明、请参阅数据表第10部分。  [/报价]

    嗯、我使用的是 TPS55340PWPR (14引脚 HTSSOP PWP 封装)。 似乎数据表仅描述了16引脚 WQFN 封装的 RTE 封装布局。

    对于 EVM、CIN 应为 C7、C7紧邻升压转换器。

    问题1. 在本例中、C2是 CIN。 C2和引脚3 VIN 之间的距离为3.13mm。 您是说我必须将其移动得更近吗?

    我想知道可以接受的距离是多少,以认为它足够接近。

    问题2. '最大限度地缩短连接到 SW 引脚的所有走线的长度和面积、并始终在开关稳压器下使用接地平面、以最大限度地减少平面间耦合。'

    这是否意味着 SW 平面必须更小? 我很好奇是否必须减小 PCB 上的 SW 平面。

    此外、在 SW 平面下方、我是否必须将 GND 平面放置在 SW 平面的正下方?

    由于我使用的是2层 PCB、我是否可以要求一份底层指南?

    问题3. "为了防止高频谐振问题的辐射、请使用适当的高频开关路径布局。"

    我找不到与此高频开关路径相关的说明;需要哪种类型的"高频开关路径"布局?

    问题4. 从 EVM 中可以看到、"TPS55340器件正下方的九个过孔提供了从顶部接地层到底部接地层的热路径。"

    我能否询问焊盘上散热过孔的指南;建议使用多少过孔以及保持尺寸?

    问题5. 用于创建 VOUT 的所有反馈电阻器具有0.1%的容差、1/8W 额定功率和0603 (16mm x 08mm)尺寸。 额定功率是否足够?

    问题6. 目前、我仅在 VOUT 添加了两个10uF 铝电解电容器。

    我是否可以问、为什么建议使用陶瓷输出电容器以实现更好的输出电压纹波?

    问题7. 当我向 EN (使能)引脚施加 GND 0V 时、我观察到 VOUT 变为等于 VIN。

    我希望升压转换器在禁用时提供0V 输出。

    这是预期行为吗? 如果是、是否有办法使输出为0V?

  • 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 David:

    请查看我的以下评论:

    Q1:将0.1uF C2放置在靠近 IC 的位置以进行去耦。 C2 Place 现在很好。 无需更改它。 如下图所示、放置 CIN (10uF+10uF)和 COUT (470nF+470nF+10uF)。

    Q2:电路板的 SW 平面有点大、但不会影响正常开关。 只需要加宽迹线。 在 Altium Designer 中,可以将多边形连接规则更改为直接。

    Q3:高频开关路径为 VIN->IN电 感器->SWPIN->GND->Cin 和 VIN->IN感 应器->二极管->Cout。 因此、这就是我要求您将 CIN、COUT 放得更近的原因。

    Q4:孔尺寸为10mil。 直径20mil。 9个过孔就足够了。

    Q5:0603尺寸足够大。

    问题6:是的。 陶瓷电容器的 ESR、ESL 小于铝电容器。

    Q7:当 EN 引脚为0V 时、电流将流经 Vin、电感器、二极管、Cout。 因此、Vout 将会使 Vin 为真。 如果您需要真正的断开功能、则可能需要使用另一个升压转换器器件。 您能告诉我您的应用的输入电压范围、输出电压、IO 和其他要求吗?

  • 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。

    谢谢、Zach。

    [引用 user="Zack Liu ">只需加宽迹线。 在 Altium Designer 中,可以将多边形连接规则更改为直接连接。

    我使用的是 Eagle 9。

    为了进行比较、我移除了"散热"(多边形布线)以吞没 GND 焊盘。

    我特意为您提出这些问题留下了其他相同的痕迹。

    问题1. 正如您看到的 GND 焊盘、我能否像上图那样移除散热焊盘?

    还是必须有散热? 如果是这样,我想知道你建议将其扩宽的宽度。

    [引用用户="Zack Liu "]放置 CIN (10uF+10uF)和 COUT (470nF+470nF+10uF)

    问题2. 我能否填充单个陶瓷 CIN 22uF 电容器和陶瓷 COUT 22uF 电容器?

    您是否也考虑了这些分流(并联) 电容器的 ESR 和 ESL?

    [引用 USER="Zack Liu ]Q4:孔尺寸为10mil。 直径20mil。 9个过孔就足够了。[/引述]

    问题3. 我的板屋可以处理

    孔尺寸为0.3mm (11.811mil)、最小直径为0.6mm (23.622mil)。

    每个散热过孔的尺寸都符合最小规格、P$5以0、0 (X、Y)为中心

    P$1:-0.9mm、0.8mm / P$2:0mm、0.8mm / P$3:-0.9mm、0.8mm

    P$7:-0.9mm、-0.8mm / P$8:0mm、-0.8mm / P$9:-0.9mm、-0.8mm

    这是可以接受的安排吗?

    问题4. 我是否需要对散热过孔应用阻焊层?

    此外、是否需要在底层创建散热焊盘?

    [引用 user="Zack Liu ">如果您需要真正的断开功能、则可能需要使用另一个升压转换器器件。 您能告诉我您的应用的输入电压范围、输出电压、IO 和其他要求吗?

    - VIN:2.9 ~ 5V (我想使用3.3V 电压源/锂离子电池/USB 5V 等)

    - VOUT 30 ~ 38V (38V 是最佳值、我将使用 PMP15037/DAC 信号降低 VOUT)

    - IO 120 ~ 240mA、240mA 将是最佳选择

    -任何开关频率均可接受

    -尺寸无关紧要、最好小于25mm x 25mm

    -不需要球栅类型的封装

    考虑2层 PCB

    -希望有一个能够在可能的情况下创建0V 的使能引脚

  • 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 David:

    请查看我的以下评论:

    Q1:请移除散热器。

    Q2:单个陶瓷就足够了。 陶瓷电容器具有较低的 ESR、因此输入和输出电压纹波将更小。

    Q3:将散热过孔放置在 IC 散热焊盘下方并靠近 PGND 引脚。 热量将通过过孔传递到底层。  

    Q4:热通路不需要阻焊层。 像在第一个布局中那样、在底层放置一个 GND 多边形。

    我介绍了所有现有的升压转换器产品、但找不到具有真正断开功能的其他器件。 您可以在 TPS55340之后添加负载开关。

  • 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。

    谢谢、Zach。 在关闭此选项之前、我想再次检查。

    [引用 user="Zack Liu "]请删除散热。

    就像这张图片、对吧;在平面内吞没 GND 焊盘? 也适用于其他平原(SW、VIN)?

    [引用 user="Zack Liu "]您可以在 TPS55340之后添加负载开关。[/quot]

    https://youtu.be/NtLr3bbIx58

    有这样的东西吗? 由于我需要升压转换器的38V 输出和3.7V 锂离子电池、

    您能推荐 TI 的负载开关之一吗? 价格/封装/封装尺寸无关紧要。

  • 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 David:

    是的。 对于所有电源引脚、如 GND、SW、VIN、请将多边形直接连接到引脚、而无需散热。  

    在下一次 PCB 制造之前、您可以在此处共享布局、让我检查一下。

    我想为您提供建议、但我仅支持升压转换器产品。 您可以在 E2E 论坛上发布新主题、负载开关应用工程师将为您提供良好的答案。 谢谢。