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[参考译文] TPS53319:稳压器在输出电流快速下降时关闭

Guru**** 2341440 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS53319
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/629686/tps53319-regulator-shutting-down-when-output-current-falls-quickly

器件型号:TPS53319

您好!

基于 TPS53319的降压电路出现问题、该电路应在最大电压下生成5V 电压 10A 从6-19V。 以下原理图是从 WebBench 复制的(使用数据表中的公式验证了元件值、看起来是正确的、C16实际上是2x 100µF):

稳压器在恒定负载下工作正常、并且快速上升的输出电流不成问题、但是当输出电流从某个值快速下降到较低的值时、稳压器会关闭。

例如、这可以通过从10A 变为零来触发、但也可以在从0.5A 变为零或从1A 变为0.3A 时触发。 在输出端连接一个1mF 电解电容器似乎可以解决该问题、但 PCB 上没有空间容纳该问题。  

输出电压在关断前看起来很好、但在不久之前电压会稍微增加一点(不足以触发过压保护)。

是否有人知道这可能是由什么引起的? 即使稳压器在满载时工作正常、布局(由于空间受限而不是理想布局)也可能成为问题吗?

谢谢、此致、

Daniel

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    Daniel,您好!

    您是否使用电子负载进行评估?
    当电流从3A 下降到0A 时,您是否看到电流变为负。 您能否共享负载瞬态波形。

    如果是这种情况,我建议更改电流电平,使低电平转换点不是0,而是从3A 到30mA 左右的几毫安。 我们已经看到一些 E LOAD 导致了转换为0A 时的问题。

    ----阿姆布雷什
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    您好、Ambreesh、

    感谢您的回复! 遗憾的是、我只有一个非常简单的 DIY 电子负载、这在低电流下无法正常工作。

    我今天做了更多的测试、为了防止出现负电流、我只使用连接到稳压器的负载电阻器代替电子负载。 使用电阻器时、我无法重现问题、因此负电流似乎确实是问题所在。

    该稳压器的预期应用是为一些电机驱动器供电、这些电机驱动器将使用 PWM (1kHz)驱动小型直流电机。 今天我注意到的一件有趣的事情是、以100%占空比运行电机1s 不是问题、但以<100%占空比运行电机时、稳压器会在第一个高电平周期后 PWM 变为低电平时立即关闭。 这可以在以下测量中看到(黄色是电机一个引脚上的电压、蓝色是稳压器输出):

    稳压器的输出电压上升至约5.3V、低于过压保护限制、但稳压器关闭。 您知道这种情况的发生原因吗? 当电机以100%占空比运行1s 时、当电机关闭时、输出电压不会增加。

    此致、

    Daniel

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    Daniel,您好!

    输出是否恢复到稳压电压? 恢复需要多长时间?

    我相信这里的情况是、当 PWM 变低并导致反向电流流动时、作为电感负载的电机充当源。 您可以将系统可视化为反向升压。
    您可以通过监控 PWM 打开到关闭转换时的电感器电流来验证这一点。

    此外,您应该能够通过在输出端添加一个二极管、一个 PFET 或一个带有高侧驱动器的 NFET 来阻断反向电流。 首先,您可以在输出端添加一个高电流二极管,并验证您是否仍面临输出关断问题。

    ----阿姆布雷什
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    您好、Ambreesh、

    输出不恢复、稳压器保持关闭状态、直到输入电源关闭并再次打开。 将 ENABLE 线路设置为低电平也可能会重新启动稳压器、但我尚未尝试过。
    我将遵循您的建议、并尝试使用二极管来阻止反向电流。 但是、最好在最终应用中采用一个更简单的解决方案(二极管原因很简单、但功率损耗不大)。 是否有任何其他方法可以使稳压器不受反向电流的影响?

    此致、
    Daniel

    编辑:二极管会阻止关断、因此我认为很明显问题是由反向电流引起的。 但它们到底是如何影响稳压器的? 只要输出电压保持在目标电压的120%以下、稳压器就不应该关心、对吧?

    感谢迄今的帮助!

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    您好!

    我进行了更多的测量来了解稳压器为什么会关闭、这一个显示、即使输出没有、反馈引脚上的电压实际上也会达到0.6V 目标电压的120%以上(蓝色迹线是输出电压、 黄色迹线是反馈电压。 实心电压光标为720mV、这是反馈电压超过的120%限制):

    我怀疑反馈电压上升成比例较大的原因是纹波注入网络、该网络将从输出到反馈引脚的电压上升进行交流耦合。 因此、如果不使用网络、并使用 sp-cap 而不是陶瓷电容器来保持稳压器稳定、则可以避免这一问题。 这样、当输出电压也超过目标值的120%时、反馈电压只应达到目标值的120%以上、这可以使用~5.6V 齐纳二极管或 tvs 二极管来防止。

    您认为这是可行的解决方案吗?

    此致、

    Daniel

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    Daniel,您好!

    负电流限制确实会限制反向电流,从而限制电压的上升。

    您可能需要优化的一点是通过更改纹波注入电路 R13和 C15将纹波量馈送到 FB。 有关更多详细信息,请参阅应用手册 www.ti.com/.../snva166a.pdf

    ----阿姆布雷什