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[参考译文] UCC28910:次级部件上的压降问题(由 TPS562200引起)

Guru**** 662690 points
Other Parts Discussed in Thread: PMP4447, TPS562200, TPS62125, UCC28910, CC2650
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/590408/ucc28910-voltage-drop-issue-on-the-secondary-part-caused-by-tps562200

器件型号:UCC28910
主题中讨论的其他部件:PMP4447TPS562200TPS62125CC2650

你好!

我关注的是 PMP4447。 SMPS 应从220 AC 转换为12V 和3.3V。 以下是我的原理图(与 PMP4447 + TPS562200 ( 来自 Webench +数据表)相同):

我在无负载的情况下测量的"12V"信号约为9V、在1k 电阻负载下、该信号降至8V 左右。 如果我从 PCB 上卸载 TPS562200、那么我将信号测量为12V。  我之前的硬件版本使用 TPS62125而不是 TPS562200、输出大约为11.5V。  

看起来 TPS562200会导致显著的压降。  为什么 TPS562200 这么做、 但 TPS62125 不这么做? 是否可以修复它、以便我拥有大约12V (大约11.5V 是可以的)并使用 TPS562200?

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    您好、Serdar、

    UCC29810具有有限的功率能力、并使用 PSR (初级侧调节)进行输出电压控制。 VS 信号的额外功率或噪声干扰可能会影响12V 稳压。 在我做出有教育背景的响应之前、我需要一些时间来研究和比较两个 TPS 器件、以了解每一个器件如何影响输出。 今天稍后我将尝试做出响应。

    此致、
    Ulrich
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    谢谢你 Ulrich。 如果您需要更多数据或希望我进行有助于定义问题的任何测量、请告诉我。
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    耦合更新:

    -如果 TPS562200的反馈减少10倍(R25=3k、R26=1k)、则 Vin 将降低至8.18V、比率为32.4k/10k、Vin 为9.2V、如果我使用320k/100k 的比率、则 Vin 是相同的
    -我更换了输入/输出电容器(C21、C22)、没有任何变化
    -如果3.3uH (L21)被短路(导线)替代、则 Vin 降至3.5V。 (IC 可能坏了)
    -如果3.3V (L21)被2.2uH (SRU3017-2R2Y)替代、则 Vin 仍然为9.2V
    不是由 UCC28910驱动的12V 电压、我不明白它为什么看起来是由 TPS562200驱动的
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    您好、Serdar、

    我仍然不确定某些情况、但我会冒昧地猜测、TPS562200电路的开关噪声会在开关周期的反激部分使12V 输出电压纹波失真。  为了准确调节12V 电压、UCC28910在反激期间感测 VS 输入、并在退磁间隔结束时寻找"拐点"。 UCC28910数据表的第17页和第18页对此进行了说明。 如果在 Tsmpll 期间出现明显的噪声或失真、则会影响12V 输出的调节。 具体而言、如果膝点附近的电压升高、VS 采样电压将相对于内部基准(4.05V)出现高电平、控制器将向下调节输出电压以进行补偿。

    我猜是 TPS562200电路的开关操作会对12V 输出造成干扰、从而导致次级绕组电压的平均上升。 这反映在辅助绕组上并在 VS 时感测。
    之前、当您移除 TPS562200时、12V 电压会正常调节。

    我希望您提供一些缺失的信息:
    a) 12V 输出和 TPS 输出上的最大负载是多少? 它们是同时进行的吗?
    b) TPS562200反馈电阻器的输出电压计算为3.24V、但原理图显示的输出电压为2.4V。 请澄清。
    c)当您准备好 TPS62125时、我假设您使用的电源电路与 TPS62125数据表第13页中所示的电路类似。 是这样吗?
    d)将 TPS62125替换为 TPS562200时、我假设您也将电源电路替换为与 UCC562200数据表第14页中所示类似的电路、但使用3.3V (或2.4V)的组件值时除外。 是这样吗?
    e)我假设12V 级基本上是 PMP4447的副本、因此它应提供高达0.5A 的输出电流。 是这样吗?

    我期待你对上述问题的答复,但我也建议如下:
    a)暂时从12V 输出上移除 TPS562200电路或断开其连接。 然后观察 R8顶部的辅助绕组电压波形。 这将显示分频前 VS 的波形。 (不建议直接探测 VS、因为探头电容会使 VS 波形失真。)
    b)验证12V 输出是否按预期从0A 调节至0.5A。
    c)将 TPS562200电路重新连接到12V 输出、并观察 R8顶部的 Vaux 波形。 我认为它可能会显示失真。 我认为 TPS62125电路没有引入这些失真。

    我在2个 TPS 器件之间看到的主要区别是、使用 TPS562200时、输出电感器要小得多。 这将允许从12V 输出中拉出更高的峰值电流。
    您为 TPS562200电路提供的值适用于2A 输出电平。 如果3.3V 上的负载通常仅为~0.2A、这将是轻负载条件、TPS 将以断续模式(DCM)运行。 频率将更低、这可能与 UCC28910开关频率重合、并在 VS 尝试感测 VAUX 的同时导致振铃和干扰绕组电压。

    D)如果出现这种情况、我建议在12V 输出和 TPS 输入之间临时添加串联阻抗、以减少从12V 输出中拉出的峰值电流。 也许可以添加33欧姆、1W 串联电阻器... 这应该会下降几伏、但也应该平滑12V 的负载。
    它还会暂时降低效率、但这用于测试目的、以验证峰值电流是否干扰 VS 波形。
    请记住、这只是我的猜测、我们需要验证它。 如果事实证明正确、我们可以评估下一步要采取的行动。 如果不正确、我们必须不断寻找真正的根本原因。

    我希望这有助于您进行调试。

    此致、
    Ulrich

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    非常感谢您提供的信息!

    关于您的问题:

    a)我的应用程序将具有这些最大值 12V、0.25A (A 偏移)和3.3V、0.2A (基于 CC2650的射频电路板和传感器)。 通常、它的电流消耗应约为12V、小于0.1A 和3.3V、小于0.1A。  变压器的额定值为12V、0.5A。 我不明白如果有同步、有什么意义? 12V 和3.3V 负载始终存在。

    b)我需要将2.4V 更新为3.3V 的原理图是旧的。  (CC2650的范围为2-3.6V、我可能需要根据应用条件更改输出)

    C)是的、我使用的与数据表第13页类似、我只是不使用 PWR_GOOD 引脚

    d)我使用 Webnech 建议的电路(和组件)、我验证了数据表建议在3.3V 范围内使用3.3uH、在20-60ish UF 范围内使用输出电容。  

    e)是的、它高达0.5A

    我将测量波形并测试其他建议、然后将结果发布在此处。

    再次感谢你。

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    您好 Ulrich、

    我在您的帮助下发现了问题、非常感谢。 在 R8上填充错误的电阻器是个愚蠢的问题、它是43k 而不是82k。 在没有负载的情况下、输出为12V、但在1M 欧姆至20欧姆的情况下、输出降至8V。 非常感谢您的帮助引脚指出了该问题。

    我测量 了 TPS562200和组装 TPS62125的 PCB 上3.3V 输出的纹波噪声

    第一个是 来自 TPS562200电路

    这来自 TPS62125  

    为什么第一个看起来像环形(或 sinc fcn?) 类型纹波/噪声? 我看到 TPS62125输出上的 PWM、开关噪声应与不良布局相关。

    在您看来、考虑到射频(CC2650)负载、TPS62129是否会是更好的替代产品?

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    您好、Serdar、

    我很高兴听到你发现并解决了规管问题。  现在、下一个问题似乎是纹波和噪声特性之一。

    在比较波形时、必须为 两次测量保持相同的电压和时间刻度以及采样率、以避免得出错误的结论。 在您的第一个屏幕截图中(来自 TPS562200)、电压标度为100mV/div、时间标度为200ns/.div。  在第二个屏幕截图(来自 TPS62125)中、它们分别为50mV/div 和10us/div。   如果将 TPS62125扫描速率提高到200ns/div、开关噪声很可能类似于 TPS562200屏幕截图中的噪声。  调整电压标度可能 会也可能不会显示更低的振铃振幅、具体取决于 使用更快的扫描速率提高了多少采样。  

    但是、在判断噪声之前、务必确保所测量的噪声实际上是在输出电容两端、并且不会被引入 示波器探针 GND 环路。  探查不当会拾取辐射场、这些辐射场表现为叠加在布线上的电压噪声。  请参阅有关电源测量技术的文章的以下部分:   

    。   在将探头拾取最小化后、可以评估传导开关噪声的程度。  此类噪声通常由尝试流经输出电容器串联电感的高 di/dt 电流产生。  低 ESR 会导致欠阻尼 L-C 振铃。  通常情况  下、输出端附加的并联多层陶瓷电容器(例如0.1uF 至1uF)具有可忽略的封装电感、可以绕过这种高频噪声。  当然、从 电容器到输出电源轨的 PCB 连接也应设计为最大限度地减小开关电流路径中的杂散电感。  

    在我看来、只要 开关噪声不干扰射频负载运行、TPS562200或 TPS62125稳压器都适合您的应用。  请注意、如果3.3V 稳压器的开关操作会在具有大接地环路 的示波器探针中引入明显的噪声、那么它还可以将此类噪声耦合到附近的数字信号电路中、前提是这些轨道也会形成宽环路区域。  以下是一些 PCB 布局指南 ,您可以参考这些指南以最大限度地降低噪声传输: http://www.ti.com/lit/ug/swru458/swru458.pdfhttp://www.eenewspower.com/content/dcdc-converter-pcb-layout-part-1 。  此外,本条末尾的提及也非常有用。  我希望这些文章能帮助您实现无噪声实施。

    此致、
    Ulrich