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[参考译文] LM3671：(VOUT &GT；VIN)保护

admin
Guru**** 2337880 points
Other Parts Discussed in Thread: LM3671
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/626962/lm3671-protection-against-vout-vin

器件型号：LM3671

您好！

在我们的设计中、我们使用设置为3.05V 的 LM3671MF-ADJ、如下图所示。

LM3671

问题是、当我们调试设计时、我们在 VCC 上提供3.3V 电压、VBAT 保持未连接状态。

这将导致 LM3671的性能逐渐消失。

作为针对这一问题的第一个保护措施、我们在 VOUT 和 VIN 之间插入了一个散射二极管、以确保电压差不会太高、但这并没有解决问题、并且 lm3671仍在运行。

您是否有任何建议的保护电路来防止 LM3671在 VOUT > VIN 时失效？

此致、

Bernhard Petschina

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 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、Bernhard、

    我想您打算何时使用 SW>Vin？ LM3671没有任何 Vout 引脚。

    如果未安装 D1、器件会死区、因为当 SW-Vin 足以将其导通时、高侧 FET 的反向二极管导通、并为谐振回路 L2-C12充电、其中的阻尼主要是由于 DCR+ESR+Rd 所致。 如果您可以使用一些一次性示波器并确认以下理论、将会很有帮助：当 Vcc 步进至3.3V 并且 Vbat 悬空时、您会看到 SW 和 Vin 超过6V absmax。 此操作会制动器件。

    当您安装 D1时、您将创建一个较低阻抗路径、并避免高侧 FET 的反向二极管为 C12充电。 但该器件也会启用、因此它会开始以其设计不适用的配置进行开关。 这就是打破它的原因。

    我建议您在连接 VCC 时以某种方式断开 LM3671。 例如、您可以使用我们的电子保险丝或电源多路复用器。 您可以通过以下链接开始研究：

    www.ti.com/.../integrated-fet-devices-overview.page

    此致、
    Emmanuel
  • 0
    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好 Emmanuel、

    感谢您的回答！
    我已经怀疑这一问题不会有一个简单的解决方案。 我将了解我们是否可以更改设计以使其正常工作。

    我们今天遇到的另一个问题是、如果器件在 VIN > SW 下正常运行、器件甚至会中断。
    我们的电路板首次通电时、一切工作正常、但当输入电压断开并在一段时间后重新连接时、器件不再工作(VIN 或 EN 和 GND 之间短路)。
    我怀疑这是因为我们在 VCC 侧有一些总容量约为400uF 的大电容器、这会在 VBAT 断开后使该侧的供电时间更长。

    我想尝试移除 D1并在 EN (和 VIN)和 GND 之间放置一个大约1MOhm 的下拉电阻器。
    但现在我认为这不会有所帮助、因为 FET 的反向二极管会使输入保持启用状态。

    编辑：

    我想我们将使用一个负载开关、例如 TPS22910 (或更适合手工焊接的版本)连接到 SW 并由 VBAT 控制、这与 CC3200-Sensortag 上的设计类似。


    此致、
    Bernhard

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 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、Bernhard、

     “输入电压在一段时间后断开并重新连接时”是什么意思？ 是否热插拔电池(存在电压的机械连接)？ 由于电压和连接器电感不受控制、这种连接也可能导致器件损坏。

    顺便说一下、移除 D1是正确的做法。 我不会使用1Meg 下拉 EN、而是使用它以主动方式控制器件、使用与您提到的控制负载开关相同的逻辑。 实际上、引用7.4.3点有关关断的数据表：

    将 EN 输入引脚设置为低电平(< 0.4V)会将 LM3671置于关断模式。 在关断期间、PFET 开关、NFET 开关、LM3671的基准、控制和偏置电路均关闭。 将 EN 设置为高电平(> 1V)可启用正常运行。 建议将 EN 引脚设置为低电平、以便在系统上电和欠压条件下电源电压低于2.7V 时关闭 LM3671。请勿使 EN 引脚悬空。"

    只需在逻辑和 EN 引脚之间使用一个稳压器(10k 应为安全值)。  但请不要使用 SW 节点上的负载开关！ 关闭开关后、效率会下降、打开开关时、控制环路也会打开。  在10uF 输出电容器断开其与 Vcc 的连接后使用负载开关！

    当 D1从游戏中退出时、EN 引脚被拉至低电平、输出从 VCC 断开时、该器件将按预期工作。

    此致、

    Emmanuel

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好 Emmanuel、

    我们决定在10uF 电容器后使用 TPS22929作为负载开关。

    您可以在下图中看到我们的设计：

    由于 lm3671是我们设计的主电源转换器、因此我们无法主动控制其 EN 引脚。

    相反、我们现在插入了一个分压器、以确保当 VIN 足够高(>3V)时 EN 变为高电平(>1V)。

    BTW。 VBAT 是锂聚合物电池的电池电压(>3.3V - 4.2V)。

    您能否检查新设计并告知它是否起作用？

    此致、

    Bernhard

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好 Emmanuel、

    您能否查看之前的帖子并告诉我们这种新方法是否起作用？

    此致、

    Bernhard

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好、Bernhard、

    很抱歉这个迟到的答案。

    由于开关 FET 中的反向二极管、您需要对 TPS22929的输入电压和输出电压进行反相。 完成此操作后 、该设计仅在连接 Vcc 时 C12放电时有效、因为 Von 阈值大于0且取决于 Vin (请查看数据表)。

    此致、

    Emmanuel

  • 0
    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好 Emmanuel、


    为什么我们必须交换 TPS22929的 VIN 和 VOUT？
    根据数据表第14页上的典型应用、VIN 应该被连接至电源。
    此外、交换引脚将不起作用、因为此时 VOUT > VIN+VRVP、反向电流保护将生效。

     

    我认为对目前的总方向有误解。
    通常、系统由 VBAT (3.3V - 4.2V)供电、而 VCC 由 LM3671提供。
    只有在我们调试时、电路板才直接由 VCC 供电。 在这种情况下、VBAT 上的电池根本不会连接
    (在这种情况下、我们可以保证 C12放电至少到两个芯片都被禁用的程度
    (简单地说、断开 VBAT 和连接 VCC 之间的时间足够长)。

    此致、
    Bernhard

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    您好、Bernhard、

    让我们来看一下数据表的第9.2节。 如果您按原样连接它、当您在 Vbat 放电时使用 Vcc (仅在调试中、据我所知)时、背二极管将导通、从而恢复原始问题。 为避免此问题、请反转开关的输入电压和输出电压。 实际上、如果您想在数据表中看到它、在调试配置中、您的电源应该是 Vcc、因为 Vbat 没有电能。

    如果您仍有疑虑、请告诉我。

    此致、
    Emmanuel
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    您好 Emmanuel、

     

    在9.2中，您还可以看到一个标记为“反向电流保护”的块，根据9.3.4，只要 VOUT > VIN+VRVP，该块就会禁用 FET 并断开背二极管。

    我们有以下情况(如图所示连接交换机)：

    1) 正常工作：
    VBAT > 3.3V
    TPS22929的 VIN = 3.05V
    VCC 未主动供电
    在这种情况下、VIN > VOUT 和 ON > 1.1V、开关打开、VCC 变为3.05V (减去 Ron 和 ILOAD 导致的压降)

    2) 调试：
    VBAT 未主动供电
    TPS22929的 VIN = 0V
    VCC = 3.3V
    在这种情况下、VOUT > VIN、ON < 0.4V 且开关关闭。 此外、由于 VOUT > VIN、反向电流保护将启动并断开反向二极管。

    交换开关的 VOUT 和 VIN 时的情况相同：

    1) 在这种情况下、VOUT > VIN、反向电流保护生效(开启状态无关紧要)、开关关闭。
    这不是我们想要的。

    2) 在本例中、VIN > VOUT、但导通电压< 0.4V、开关关闭。
    这是我们在本例中所需要的。

     

    我认为、这是开关根据数据表中的信息的行为方式。
    或者你在我的推理中看到了一个主要缺陷吗？

     

    此致、
    Bernhard

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    TI__Guru**** 2337880 points
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    您好、Bernhard、

    您的推理完全正确。 抱歉、我误解了您之前的回答。
    我认为这种拓扑应该起作用。

    此致、
    Emmanuel
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    您好 Emmanuel、

    感谢您的帮助！
    我将测试该电路并将结果发布在这里。

    此致、
    Bernhard