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] TPS40170:TPS40170启动过流

Guru**** 2322270 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS40170
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/620333/tps40170-tps40170-startup-overcurrent

器件型号:TPS40170

如果能提供有关软启动和避免过流跳闸启动的建议、我将不胜感激。

Webench 建议使用 RLIM=39k 和 CSS=2.2nF、但启动时间非常短、并且会重复浪涌电流重新启动来嗡嗡声电容器。  我希望 CSS 的目标值至少为100nF、但即使在10nF 时稳压器也不会启动。  它将从2.2nF 开始、但未连接负载。  100mA 负载将阻止启动。

200MHz 探头/BW 和探头环局部接地范围内、SW 节点和两个门非常干净、振铃电压小于1V。  VIN、VBP、VDD、TRK 均处于稳定状态、在启动期间无明显噪声。  当输入在48V 时已稳定时、ENABLE 变为高电平。  启动后、它在输入电压为48V、输出电压为19V/5A 时的效率大于94%。

我希望实现更软的启动、能够在负载下启动。 希望能提供一些意见!

  • 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!

    转换器是否仅在软启动期间达到电流限制? 在第一次示波器捕获上、即使在达到输出后、软启动仍会启动和放电? 此外、您是否有电感器电流波形可用?
    我想、如果您延长软启动时间(增加软启动电容器)、您将不会达到电流限制。

    谢谢
    -Arief
  • 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。
    不幸的是、我没有电流探头。 我可以告诉您电流是斩波、因为电容器非常容易听到。

    在这两个示例中、输出未能达到目标输出电压、重启无限期持续。 当我确实启动稳压器时、它的性能非常好、噪声很低且经过测试可稳定至5A 负载。 增加软启动时间会导致问题更严重、输出电压会降低(更长的重启时间)。 我启动稳压器的唯一方法是具有极短的启动时间(高电流)。 即使这样、100mA 的负载也会阻止启动。
  • 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。

    一些其他信息...

    第一个示波器迹线显示了使用 CSS=2.2nF 时、启动花费600ms 并达到目标电压。  这是 Webench 建议的电容器、但根据计算、启动时间为0.2ms。  数据表中指定的标称时间为4ms。

    第二个示波器跟踪显示了使用 CSS=100nF 时启动失败(500ms/div)。  这需要9ms。  它不会达到目标电压。

    这些采集是使用不同的 PCB 样本进行的。

  • 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。

    这些额外的示波器捕获显示了 SW 节点的详细信息。  探头没有 BW 限制、在探头环尖端用接地进行测量。  每次连续捕获都放大绿色 SW 节点信号。

  • 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。

    我在启动期间观察到的是开关节点处的振铃量不断增加。

    正常运行期间、开关节点没有过度振铃、如下所示。  

    我之前在开关节点上不需要缓冲器、但我引入了330pF 4.7R 缓冲器。  稳压器正在启动、但仅当输出在启用前已经低于1V 时。  如果输出电容仍在放电并且电压大于~1V、则稳压器会在启动时无限期地自动切断与恢复。

    更接近解决此问题、并且可能会实施泄放电阻器/软件权变措施、但我不了解在这种特定情况下出现开关噪声的原因。  非常感谢您提供一些意见和建议。

  • 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。
    我认为开关噪声也取决于布局。 确保您的输入电容器靠近原理图上的两个 MOSFET。
    www.ti.com/.../slpa005.pdf

    您可以尝试将输入电容器靠近 MOSFET 放置、如文章所示

    谢谢
    -Arief
  • 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 Arief。  输入电容器就在 MOSFET 旁边。  布局非常好、甚至可以从外层镀2oz 铜中受益。  请注意上一幅图片中的开关波形有多好。  这是正常运行操作。  只有在启动期间才会检测到此开关噪声。  该噪声也是不一致的、会随持续时间的增加而增加。

  • 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。
    您能澄清一下运行条件吗? 原理图上的24V 至42V 注释是否适用于输入电压范围? 输出电压是多少? 电阻分压器10k 和133R 将为您提供大约45V 的输出电压。

    原理图中未显示输出电容器。 输出端(包括负载的输入端口)有多大的电容?
  • 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。

    此外、

    请检查以下各项。

    • 您是否正在使用输入滤波器? 或者是连接到电源的长电缆。 如果由于 LC 振铃而导致输入电源不稳定、这将导致器件振铃并达到 ILIMIT。

    • 这可以通过在输入侧放置一个较大值的电解电容器来解决、该电解电容器使用相对较高的 ESR 来抑制输入电源 LC 振铃。

    • 关于布局、请确保已将 Vin 和 VSW 路由到 TPS40170差分器上的相应引脚。 否则、很遗憾您会在测量环路中存在寄生电感风险、并过早达到 ILIM。

    如果您解决上述两个问题、则 Ilimit 的运行方式应良好。

    PS:降低开关节点的速度和放置 RC 缓冲器已证明具有一些优势、但如果不考虑1和2、则可能无法完全解决问题。

    希望这对您有所帮助?

    此致、

    David。

  • 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 David!

    输入为48V。 输出电压由一个介于24V 至42V 之间的数字电阻器控制。 我只使用一个电阻分压器来运行此设计、以进行隔离测试。

    原理图中显示了输出电容器。 遵循红线。 根据系统的状态、有源二极管连接到输出、并连接到~1500uF。

    输入具有 π 型滤波器。 20uF、2.2uH、用于反向偏置的 PFET、然后连接到稳压器输入电容器。 最近、我在输入电容器侧使用了额外的220uF 电解电容器、因为在更高的负载电流下可以听到陶瓷电容器的声音。

    电缆与实验室电源的距离为~70cm 1.85mm2。 48V 3A。 我没有注意到电源输入上有任何重要的振铃。 我之前已将220uF 电解电容器连接到电缆输入。

    VSW 距离 FET 2.4mm。 VIN 在到达引脚19之前有2个过孔。

    在输出端设置预偏置电压似乎是唯一不寻常的问题、因为该稳压器得到了专门支持。 但是、在给定测试结果的情况下、它似乎对该级别很敏感。
  • 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。

    关于输入滤波器、在启动期间可能会有一个特定的点出现振荡、请记住、如果器件在 Vin 上升时处于软启动状态、那么转换器的 Rin (Vin/Iin)在低输入电压时要低得多? Zout (滤波器)
    希望这对您有所帮助?

    David。

  • 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 David。  在启用稳压器之前,VIN (如上面黄色轨迹所示)稳定时间大于250ms。  220uF 输入电容器或220uF 输入电容器的问题仍然存在。

  • 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!

    您是否可以布置电解器件型号或让我知道输入电容器的指定 ESR 是多少? 查看您的波形、SS 会循环输出电压是否达到设定值。 我仍然认为、使用更高 ESR 来阻尼输入电容器是值得尝试的。 对于计算出的所需 ESR = sqrt (Lfilter/Cin);其中 Cin 是所用陶瓷的 Cin。 确保 Cin (电解电容器)至少为5 x>Cin (陶瓷电容器)。
  • 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。

     我在输入滤波上有一个 Rubycon 100ZLJ220M12.5X25、220uF 47m Ω 电解电容。  输入端有42uF 的陶瓷电容、电源输入端额外增加了20uF 的陶瓷电容(在2.2uH 滤波器之前)。

    我使用2x220uF、1x220uF、无电解电容器以及220uF 和100m Ω 串联电阻器进行了测试。  如果输出被预偏置、稳压器无法启动、除非我等待输出电压降至至少2V 以下。  

  • 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。

    解决方案。  将 CSS 更改为200nF 并获得成功。  之前仅增加到100nF (Webench 使用2.2nF)。