• 状态 Resolved
  • 已锁定 已锁定
  • 回复 19 回复
  • 订户 0 订户
  • 视图 1063 视图
  • 用户 0 会员在此处
选项
选项
相关

This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] WEBENCH®︎工具/TPS40304：低温故障(可能是 OCP 过流保护)？

admin
Guru**** 2325560 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS40304, CSD16321Q5
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/586540/webench-tools-tps40304-failure-in-cold-temperature-could-be-ocp-overcurrent-protection

器件型号：TPS40304
主题中讨论的其他器件： CSD16321Q5

工具/软件：WEBENCHRegistered设计工具

您好！

TPS40304设计在冷温度(-40c)中存在非常罕见的问题。

中也有 MOSFET (CSD16321Q5)作为下部和上部 FET。

 输出电压(1.0V)下降(上电几秒钟后)。 输入电压(3.3V)稳定。 探测 SW 引脚、 脉冲会停止 (无脉冲信号)。

看起来 VRM 正在关闭。 使能引脚为"开"。

我尝试增加 OC 电阻。 在 一个板上工作(未重复出现故障)、在另一个板上出现故障。

我注意 到、我们在2016年更新了控制器和 MOSFET 数据表(该设计基于较旧的数据表)。

如何确认我有 OCP 条件？ 我无法使用电流设置测量输出电流(理论分析显示我不会出现过流问题)。

VRM 关闭是否有其他原因？

P.S.  在发生第一个故障时、替换了 TPS40304和 MOSFET。  之后故障不可重现。 (正如我说过的、这是一种罕见的失败)。

谢谢、

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    您好、Oded、

    要检查 OCP 是否关断、您可以在关断后探测 EN/SS 引脚或 Vout。 如果您观察到 Vout 上的断续行为、并且 Vout 重新启动斜坡相隔四到五个虚拟软启动超时、则可以确认 OCP 关闭。 请查看产品说明书的第11页、了解断续响应。

    随着温度变低、用于设置 OCP 阈值的内部电流源会减小、而 FET 的 RDS_ON 也会减小、实际的 OCP 阈值可能会变低。

    如果增加 OCP 编程电阻可以解决该问题、那么这可能是有效的解决方案。

    谢谢。
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Ray：

    感谢您的回答。

    我将尝试重现故障、探测输出电压并查找断续条件...

    同时、我计算的 OC 电阻器、在将 Iocset 考虑为8uA (值@-40c)、 甚至不减小 RDS 值后、我仍然看到 、对于我考虑的最大电流值(最大值17A、 虽然实际消耗量不超过12A)、但 ROC 等于4.5k Ω(原始值为4.7k Ω)。

    您能否再次检查我的 ROC 值？

    谢谢、

    Oded

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    您好、Oded、

    您的计算正常。 从公式中可以看出、在2.5m Ω RDS_ON 和8uA IOC 的情况下、4.7K 应该足以应对超过25A 的负载。

    谢谢。
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Ray：

    您写道：

    "如果增加 OCP 编程电阻可以解决该问题、那么这可能是有效的解决方案。"

    但是如果我对罗克岛的攻击是可以的，我不明白什么是根本原因。

    请告知、

    Oded

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Ray：

    另一个问题。

    1.使用3.3V 电源为 TPS40304供电是否会在低温下影响 OCP 功能？

    关于 MOSFET、VGS 为2.45v (3.25V-0.8)时最大 RDS_ON 是多少？  此 MOSFET 是否适合 从3.3V 电压为 TPS40304供电的设计？   在这种情况下、6V 内部稳压器是否工作？

    在  3.3V VDD 下运行时、顶部 MOSFET 栅极电压驱动是多少？

    谢谢、

    Oded

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    您好、Oded、

    1、即使在室温下、为 TPS40304提供3.3V 电压也可能影响 OCP 阈值。 如果 VIN 低于6.5V、BP 电压将跟随 VIN 电压。  由于主 FET 的驱动电压基于 BP 电压、驱动电压较低、因此 RDS_ON 可能更高、这最终会影响 OCP 阈值。

    2.根据 CSD16321Q5的数据表、 当 Vgs 为3V 时、Rdson 约为5.4m Ω。 因此、在计算 OCP 时应考虑5.4m Ω 的 Rdson。

    3.我认为栅极驱动电压与 BP 电压相同。 在给定3.3V 输入的情况下、BP 电压可能约为3.2V。

    谢谢。

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Ray：

    我们重复 了 webench 仿真。

    我们在-40c 和+50c 的温度下模拟了 VRM

    仿真显示、在-40c 下、我们需要将 Roc 设置为7.5K 欧姆。

    但是，我们仍然试图理解分频值。

    1.您能否帮助解释如何使用给定的数据表公式计算 Roc？

    2.您是否有关于 Vocset@-40的任何信息？ 数据表指定的值仅 为@25c.

    用于仿真的参数

    VIN=3.1v 至3.4v

    Vout = 1.0V

    Iout=17A

    temp=-40c

    TPS40304

    谢谢、

    Oded

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    Oded、

    我负责 TPS40304器件支持、并将帮助解决此问题。 首先、您可以共享原理图。

    1) 1)当您发现电路板有问题时、请移除数据表图14中的 R11并重新为电路板供电。 查看问题是否仍然存在。 如果问题消失 、我们可以缩小到低侧 FET 的 OCP 设置。 如果问题仍然存在、则我们发现问题的根本原因是固定高侧 OCP 限值。

    高侧 FET 的 VOCH OC 阈值 TJ = 25°C 360 450 580mV

    这些数值为25°C、温度系数为3000ppm/C

    此致、

    Mathew

     

     

     

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    Oded、
    在原理图中、您是否短接了 Vdd 引脚和 BP 引脚(引脚1和10)。 Vdd 和 BP 之间有一个内部稳压器、由于输入电压较低、该稳压器的压降电压也可能影响电路。 您是否还可以尝试短接您遇到问题的硼上的引脚1和10。

    此致、
    Mathew
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Mathew：

    感谢您的回答。

    关于您的问题、

    否、我没有将 VDD 和 BP 引脚短接。 BP 引脚 连接 到旁路电容器(1uF)接地。

    数据表中是否有这样做的建议？ 请给我指出。 (BTW、它也不在 webench 仿真中)

    我将尝试这样做。

    谢谢、

    Oded

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    Oded、
    我已经订购了电路板和您使用的同一 FET、因此可以尝试在此处复制。

    此致、
    Mathew
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    Oded、

    数据表中没有建议、但可以进行测试。 由于 输入电压较低、因此您似乎没有为 FET Vgs 留出余量。 通过短接 VDD 和 BP 引脚、您可以移除内部稳压器的压降。 我已经准备好了 FET、应该在1-2天内准备好 EVM、并将在-40°C 时进行测试。

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Mathew：

    非常感谢您的帮助。

    您还能参考我之前提出的问题吗？

    我们已经预制了 webench 仿真@-40c、并得到 THR ROC 应为7.5K。

    我们还在温度室中的故障电路板上检查了该解决方案、并再现了该问题。

    您能否帮助了解如何  根据 数据表中给定的毛刺计算相同的值(7.5K)？ 这将有助于我们说服客户参与提议的变革。

    您是否还能澄清-40c 中的 Vocset 值？

    非常感谢、

    Oded

     

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    Mathew、您好！

    您能否确定高侧 FET 的电流到底是如何感测的？

    是否可以将 VDD 连接到更高的电压(例如5V)、其中功率级的输入电压将更低 (3.3V)？

    此致、

    Alon Blumenfeld

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    我获得了您正在使用的原理图、但请确认输出电容器的值和类型。 插入您的电路时、相位裕度非常低。 我得到的原理图显示了输出上的2个100uF、10V 电容器。 一旦您确认了值、我将尝试在实验室温度范围内复制。
    此致、
    Mathew
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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 Mathew：

    感谢您的回复、

    原理图仅显示 VRM 输出中的2个电容器，即1210X107K100SNT。

    但是、在负载附近还有额外的电容器(请记住、负载 仅与7cm 远)：

    6 x 100uF。

    41 x 100nF

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    Oded、

    那是可以的。 我在 EVM 上进行了测试、电流限制公式与您使用的特定 FET 的 Vin>5V 相匹配。 当输入电压<5V 时、最大输出电流会降低相当多。 现在正在修改您的值、并将进行测试。

    FET 数据表上有一条曲线，这很有趣。

  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。
    基于上述 Vgs=3V、@20A、VDS>50mV 时 CSD16321Q5的曲线。 如果您为 Rocset 设置4.7K 和10uA 电流、您已经达到47mV、因此很容易遇到问题。 对于3.3Vin 的应用、我认为 FET 的尺寸过小、除非为 Rocset 设置了高值、否则需要使用更大的 FET。 我认为这是根本原因。

    此致、
    Mathew
  • 0
    TI__Guru**** 2325560 points
    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。

    Vin=5V 时的开关节点波形、20A 时的80mV 压降转换为大约4m Ω 的 Rdson

    Vin=3.3V 时的开关节点波形、20A 时的95mV 压降转换为大约5m Ω 的 Rdson

    因此有2个因素影响电流限制跳变，一个是由于 Vin 降低到3.3V 而导致 Rdson 升高，另一个是开关节点振铃，这也可能导致跳变。

    在输入电压为3.3V 时、使用您的电路值进行一些 OCP 测量： 85C 23A、25C 23A、-40C 18A

    VIN=5V；25C 29A、-40C 30A

    通过在 SW 引脚与 GND 之间添加缓冲器、可减少2.2欧姆和1nF 的振铃

    Vin=3.3V、25C 29A、-40C 23A 时的 OCP 测量

    需要 将现有 CSD16321Q5 FET 设置为更高的水平、并将其在低至3.3V 的电压下工作。需要考虑振铃缓解技术、可以考虑使用电阻器缓冲栅极驱动信号、降低栅极驱动速度、除非您在3.3V 的电压下更改为使用较低的 Rdson FET。

    此致、

    Mathew