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[参考译文] TPS63001:功耗随时间的推移而增加

Guru**** 2595805 points
Other Parts Discussed in Thread: CC1310, TPS63001, TPS63000

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/753884/tps63001-power-consumption-increases-over-time

器件型号:TPS63001
主题中讨论的其他器件:CC1310TPS63000

我看到一批 TPS63001稳压器出现了奇怪的行为。  PCB 由 TI CC1310、一些其他低功耗传感器和 TPS63001组成。  该电路板最终将由锂电池供电、但现在由工作台电源供电。  无线电 TX 期间的预期最大电流为15mA、静态电流应约为2mA (主要是由于功率 LED 亮起以进行调试)。   

在第一批8块电路板中、4个 TPS63001稳压器被关闭:在首次加电时、它们开始消耗200mA 电流、而其他器件未加电。  使用无线电时、电流将跳至215mA、但绝不会远低于200mA。  使用 FLIR 时、出现故障的稳压器为红色热(超过150C)。  其他4个单元按预期工作。  4块有缺陷的板上没有短路、所以我更换了4个稳压器、认为它们可能有缺陷。  它们的功能完全符合预期。  在我们完成测试时、我们有8个工作板。  他们都接受了程序,他们都通过了初始测试。   

我一直在使用其中两个单元进行传感器校准、并注意到静态功率开始缓慢增加。  从两天前开始、基线功率为5mA、在无线电 TX 期间峰值达到20mA、然后下午上升到40mA (峰值为55mA)、在夜间运行后、昨天早上为100mA (峰值为115mA)、下午上升到150mA (峰值为165mA)、 稳压器变得很热。  之后我不想让它无人照看。

电路板相对简单、有三个电源轨-电池的电源轨(目前使用工作台电源)、始终开启的3.3V 稳压线路、 以及一条辅助线路、该线路由 MCU 启用以打开传感器并连接到3.3V 稳压线路。   电路板上有测试点、允许我使用工作台电源直接驱动3.3V 稳压线路并旁路稳压器。  电路其余部分的静态功耗完全符合预期- 15mA 峰值、2mA LED 在一切睡眠时的静态功耗。  

稳压器设计基于 WebBench 输出、但由于可用性、我不得不进行一些器件替换。  稳压器的滤波电容均额定电压为50V (输入电压绝不会超过4V)、输入为10uF、输出为3系列(10uF、47uF 和100uF)。  10和47uF 靠近稳压器放置、而100uF 位于稳压器和 CC1310之间。 电感器2.2uH 的额定电压为20V 和500mA、几乎靠近稳压器。

电路板上还有其他温度敏感型组件、因此我们使用了在220C 回流的较低温度焊锡膏、因此我认为我们不做任何事情。  我不确定从哪里开始...

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    您好、Tom、

    请分享您的原理图、布局和 BOM (如果您不想在此处分享、请将其发送至 lbs_request@list.ti.com)。

    此外、请检查正常运行期间从电源提供的峰值电流。 尤其是当输出电容器比输入电容器大得多时、启动时的峰值电流可能会比您希望的高得多。
    您是否正在使用从电源到电路板的电源和感应线路?
     

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    Brigitte、

    感谢你的答复。  如果您更喜欢实际的 OrCAD 文件、请告诉我、我可以将其发送、为简洁起见、我只附上感兴趣的区域。

    稳压器的电路板布局如下所示。  颜色表示: 棕色=接地、黄色- L1/L2电感器连接、紫色为 Vbat、aqua 为3V3。  TPS63001下方的绿色区域是也接地的散热焊盘。

    随附的原理图:

    物料清单2018年8月31日15:28:13第1页

    商品描述数量参考设计
    封装制造制造零件号制造商
    DigiKey PN
    _________________________________________

    3电容、陶瓷、10uF、10V、X5R、0805 2、C3、C4
    SMD_CAP_0805 LMK212BJ106KG-T Taiyo Yuden
    587-1300-1-ND

    4电容、陶瓷、100UF、6.3V、X5R、1206、1、C5
    SMD_CAP_1206 GRM31CR60J107ME39K Murata Electronics 北美
    490-7217-1-ND

    11固定 IND 2.2UH 640MA 429m Ω 1 L1
    SMD_IND_0805 CBC2012T2R2M Taiyo Yuden
    587-1601-1-ND

    20 IC REG 降压 BST 3.3V 1.6A 10SON 1 U2
    TPS63001DRC_v2 TPS63001DRCR 德州仪器(TI)
    296-19643-1-ND

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    Brigitte、

    您提到输入电流可能大于预期值。  我使用示波器和具有1.1 Ω 电阻器的 ADS8210电流分流器捕获了这些值。  电流为示波器电压/22.   

    第一条迹线的速率为每 div 40uS、我读出它峰值约为3.1V (/22=140mA)。  

    这个捕获是每分段400us / 第一个峰值仍然存在、但是看起来振荡器正在启动?  峰值都大致相同(3.1V = 140mA)

    最后、这是在系统达到稳定状态后进行的。  电压平坦、电平约为2.1V (/ 22 = 95mA)。  该电源上有一个 CC1310模块、但在采用该模块时处于深度睡眠状态。

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    您好、Tom、

    感谢您提供此信息。 当输出端没有负载时、电源的输入电流过高。

    我希望最大的影响因素是电感器。 请将其替换为串联电阻低得多的电阻。 对于电源而言、429m Ω 的阻抗极高。 请使用串联电阻小于0.1欧姆的电感器进行检查。

    我们建议使用连接到 VINA 引脚的 RC 滤波器来降低耦合到 VINA 引脚的噪声。

    此外、您的布局未针对电源进行优化。 请查看我们在数据表中提供的布局建议。 我希望您的布局会在系统中产生大量噪声。

    由于在不订购新电路板的情况下几乎无法改善现有布局、因此可能需要使用 TPS63000 EVM 并检查您的系统是否可以通过 EVM 供电。 如果可以正常工作、请更换 EVM 上的外部组件与您的组件、并检查问题是否再次出现。
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    您好、Tom、

    由于您的一方没有答案、我希望您可以解决这个问题。 如果情况并非如此、请在此主题上发帖、或者如果已锁定、请启动新主题。