[参考译文] TPS23753AEVM-004：脱离 VC on 5V 设计、稳定性问题？

尊敬的 Ian：

1.您在空载时看到了什么行为？

2.快速注释：确保 U3是 TLV431而不是 TL431。 (我没有在原理图上看到它)

能否发送原理图的 PDF？ 您可以在此处发布、也可以通过朋友请求和直接消息将其私下发送给我。

此致、
Tom Amlee
PoE PD 应用工程师

您好、Tom、

我已将原理图的.PDF 作为 PM 发送。 它应该(在大多数情况下)反映上一帖子中的图像。

下图是一条类似的示波器轨迹、其中移除了负载(替换为10k 电阻器以抓取探针)、并连接了齐纳二极管。 您可以看到齐纳二极管开始钳位的位置。 这可能会导致一些功耗、但 PSE 仍在墙上拉取~8瓦功率(我使用的是 kill a 瓦)。 当使用同一 PSE 进行插电时、EVM-004几乎不会拉取任何电流。 仍然有很大的嘶嘶声、但在运行几分钟后、没有任何部件出现故障。 我在迹线2的平均值上放置一个光标、以显示~无负载时的输出电压。

我计划更改 FRS 电阻器并进行更多测试。  

它几乎像是偏置线圈缠绕了太多匝或其他东西？

是的、TLV431是器件、而不是 TL431。 我已经使用工作台电源检查了反馈的阈值。 当 Vb 强制为5且输出强制为~ 5.13时、TLV 集电极电压变为低电平。

再次感谢您的回答、

-Ian

更新：

将 FRS 电阻器调整为62k 对功耗问题没有任何影响。 不过、在进行更多测试后、我发现了一些可以降低好奇功耗的方法。

在将 IRF8113替换为 MURA260后、观察到以下输出：

CH1 = Vd (初级)| CH2 = Vout | CH3 = VC | CH4 = CTL

在空载时、这看起来要好得多、但我认为设计问题没有得到解决。 为什么 IRF8113和/或"驱动"绕组会导致此类问题？ 我尚未使用负载进行测试、但希望可以找到此设计中的误差。 次级晶体管很可能会在不应该导电的情况下导通、但我不知道什么会解决这个问题。  

仍然有轻微的嘀嗒声、但在空载时、声音的耐受性要高得多。

明天我将尝试使用全新的 IRF8113来测量次级栅极电压。 晶体管可能会一直损坏？

谢谢大家、

-Ian

尊敬的 Ian：

您听到的可闻噪声是由不稳定性造成的。 以下是我的原理图审阅建议：

将 C13更改为8.2nF
将 L1降低至1uH (330uH 很大、可能会导致不稳定。 最高优先级。)
将 C6增加至330uF
将 C4和 C5增加至47uF
将 R8增加到249欧姆
将 D4更改为 BAV99 (低优先级 b/c 软启动)

最好将 Q1保留为 IRF8113、以靠近 EVM。

进行这些更改后、请告诉我您是否遇到任何问题。 现在、我要将齐纳二极管保持在 VC 上、直到达到稳定性、然后在没有它的情况下进行测试。

此致、
Tom Amlee
PoE PD 应用工程师

您好、Tom、

感谢您的回复和建议。

我已经做了一些更改和测试：

将 C13更改为8.2Nf… 10和47nF ~8.2的串联组合
将 L1降低至1uH (330uH 很大、可能会导致不稳定。 最高优先级。) …μ A 音质略有不同
将 C6增加到330uF，，，完成
将 C4和 C5增加至47uF… 添加了一个220uF 的并联电容
将 R8增加到249欧姆 … 更改为240
将 D4更改为 BAV99 (低优先级 b/c 软启动)… 没有部件

在大多数更改后测试了输出、仍然存在问题。 噪声很大、墙面的功率仍然是~6瓦无负载。 (我认为 L1节省了~2瓦)

“‘D”/ MOSFET 栅极电路存在明显问题。 将新的 IRF8113 MOSFET 保持在适当位置、切断通向栅极的走线(在 HA3802-BL 引脚7和 R6之间)、系统稳定、从墙壁上拉取的功率不到1瓦。

在切断布线之前、电路板上的栅极引脚处的电压同相、并与初级 Vd 同相摆动一些+/- 10V

将其与 EVM004进行比较：

我认为驱动绕组上的极性是反向的？？？ 可能是变压器刚刚损坏了？ 我已经检查了变压器引脚7 (与 EVM 类似)上的4.7欧姆电阻、确实连接到了 IRF8113的引脚4、并且变压器引脚8连接到输出接地。 我还‘s了线圈工艺网站“化学学”，以确保 HA380x-AL 和 HA380x-BL 具有相同的引脚排列。 就数据表声明而言、所有线圈上的匝数比也相同。

如果 IRF8113在不应该导通时导通，我可以看到这些额外的5瓦功率是如何进入系统的。

如果这些原型可以与栅极走线切割…配合使用 我可以继续进行原型设计，但我有点担心将此变压器用于完整的生产运行。 HA3802-BL… 生产日期代码1743 D.。不过我想这更像是一种 Coilcraft 产品。

我的分析是否准确？ 某种损坏是否会因先前的故障而导致此问题？ 这是一个常见问题吗？ 可能更改为其他设计？

任何想法得到认可、

-Ian

尊敬的 Ian：

我建议将 C4和 C5保持在47uF。 放置超过所需电容值的电容将不会有所帮助、并会改变电路板的性能。 最好尽可能靠近测试的 EVM 设计、以便更好地隔离问题。

在初级侧 FET 关断(VDS 高电平)的间隔期间、同步整流器应导通(栅极高电平)、因此栅极波形对我来说并不罕见。 更正反馈和输出电容后、您可以再次使用整流器二极管进行测试、以查看是否会进行调节。

这两个波形是否都在空载条件下？ 底部波形显示为 DCM (正常)、而顶部波形显示为 CCM。 初级侧上有相当多的电流。 您能否在电流感应电阻器(R16)上获取 VCS 的波形。 我很好奇地想知道有多少电流在流动。 您可能会达到电流限制。

谢谢、
Tom Amlee
PoE PD 应用工程师

前文中的 EVM 照片在输出端仅具有~25mA 的电阻器。 上述栅极布线的预期负载约为3瓦。 我已经完成了更多的测试、并更加关注下面的负载。 图像的下方有电流感测迹线。

有关如何为以下测试加载的一些信息：

我有两个原型定制板。 定制板需要5V 和3.3V 电源轨。 此设计的目的是让线性稳压器从修改后的 EVM 电路的5V 输出驱动3.3V 电压轨。 我只能购买3.3V EVM ... 第一个图像是 EVM、它仅驱动负载的3.3V 部分、绕过线性稳压器。 在第二块板上、我移除了所有5V 组件、并将其留在线性稳压器中。 因此负载应该稍微接近、但线性稳压器的效率低下(以及我的设计副本中出现的任何错误)除外。 我使用同一个 PSE 来驱动电路、并在墙壁上以1瓦特的功率监控功耗。 PSE 在空闲(未连接 PD)时的功耗为~1瓦。  

使用直流电源驱动定制板的3.3V 电源轨时、它的电流消耗约为0.5安。  

更多修改：

我在库存中添加了一个通孔肖特基二极管、作为 BAV99封装中的第二个二极管、我将3个220uF 低 ESR 电解电容串联、以便在定制板上的10uF 中添加73.33uF。 这在自定义电路板通电时(不使用 EVM)产生的噪声较大方面产生了非常小的影响。  

今天上午进行了一些测试：

我拍摄了示波器的三张图像：

仅使用自定义3.3V 电源轨加载 EVM-004 (消耗~3瓦... 无噪声)

2.带有次级栅极组件的定制板，仅在5V 电源轨上加载线性稳压 器(消耗~9瓦... 吵闹的混乱的噪音)

3.禁用辅助栅极的定制板，仅在5V 电源轨上加载线性稳压 器(消耗~5瓦... 响亮的声音)

1。  

2.* Vgate sec 刻度从1V/div 更改为20V/div

3.移除栅极，未观察到两个栅极信号

一些观察结果：

栅极连接到次级同步整流器时的9瓦功耗仍然是坏消息。 此时、我不期望次级侧的布局和装配(检查是否存在明显的错误、走线漂移、连接不良等)。 在所有这三种情况下、3.3V 电压轨看起来正常、但线性稳压器中使用定制 PoE 电源的热量有点大。 第二个测试声音很大。 第三个测试的声音较小(更多是纯音)。 5瓦的功率对我来说似乎不是很好、但我还没有将[编辑]最终组件[/编辑]负载应用到5V 电压轨。

EVM 测试上的栅极电压似乎没有达到开启状态(IRF8113为4.5V)... 那么、我可能可以加载更多内容以了解它应该是怎样的？

[编辑]在测试2和3上[/编辑]当我将手指放在次级侧的反馈二极管上时、可闻噪声略有变化。 我尝试在示波器上了解原因、但尚未找到任何好的东西... 因此、我计划在电路的该部分执行更多的范围工作。  

在9瓦和5瓦测试中、电流限制似乎都达到了。 虽然负载低于 EVM 的预期额定值、但初级导通时间可能太长？ 我可以尝试斜坡补偿吗？ 或更改频率？  

如果有机会、今天我将尝试更多地查看反馈。  

谢谢、

-Ian

[编辑]以修复上面的有趣措辞[/编辑]

我在读取 TPS23753AEVM-004上的 R15时遇到问题、似乎测量不到4.7欧姆... 虽然这不能解决我的问题、但它可能会解释上述与定制板波形的差异之一。

SLVU314F 2016年3月版中与 R15相关的原理图和 BOM 是否正确？

-Ian