[参考译文] TPS65131：负电源轨不连续

您好、Walter、

您是否还能显示 Cn-引脚电压的示波器图？ 您是否尝试禁用升压器、反相级的行为如何、仍然一样？

我注意到 AGND 未连接到 IC 的电源焊盘、这一点非常重要。 在顶层添加一个多边形(黄色标记)、并将 AGND 引脚连接到顶层 IC 的电源板。  您可以将 C205 ( 下面的所有其他电容器/电阻器) 进一步向下移动。  

谢谢你。

此致。

Ilona

感谢您的回应、Ilona！  以下是 CN 在100msec/div、200usec/div 和200nsec/div 时的视图。

关于布局、有一点难以看到、但 AGND 确实连接到了电源焊盘。  这是一个更好的视图。  

请注意黄色箭头指示的重叠过孔。  在 Eagle CAD 中、很难有意连接来自不同信号的多边形... 不过、我可能需要做得更好。  我只想在一个位置连接 AGND、但可能需要较低阻抗的连接？

下面是原理图上的样子(重叠过孔是组件 SH202)：

再次感谢您的帮助！  我很想把这个项目投入生产，我已经有数百个客户在等待它：-(

要回答您的另一个问题：我没有尝试禁用正转换器；如果没有物理切割线迹、我就无法禁用正转换器。 不过、如果这对故障排除有很大帮助、我可以这么做。

顺便说一下、在高负载(>40mA)时、负转换器最终会变得连续。  不过、我需要它在低至约5mA 的音频噪声下工作。

我注意到负稳压器也严重超出稳压范围。  根据设计、它应该为-6.2V、并且我已经测量了电阻器以确保它们与原理图相匹配(例如、我没有意外地从错误的卷带中拾取)。  在转换为连续的高负载下、Vneg 为稳定的-20V (！！)；在较低负载下、它是锯齿、从不会低于标称-6.2V、但会变得更负。  请参见以下10k 负载条件下的内容；锯切范围为-6.2V 至-15V、周期约为33msec。

CN 和 CP 是否应以 DGND 而不是 AGND 为基准？  我是否会通过 C203从通过 C204/C25耦合到 Vref 引脚的充电/放电电流中获得电流噪声？

您好、Walter、

感谢您提供详细信息。
Cn-引脚行为看起来正常、因此在实际调节环路上没有明显的现象。
在布局方面、您只需在一个位置连接 AGND 是绝对正确的、但我们还建议在 AGND 引脚和散热焊盘之间直接进行此连接(与使用 PGND 引脚和散热焊盘时所做的相同)。 这是最低阻抗连接。
由于 VNEG 的示波器图、这似乎不再相关。 您提升电源电压的速度有多快？

此致、
Ilona

我将对电路板的下一次迭代进行微调、以将 AGND 引脚直接连接到散热焊盘。  不过、从您所说的内容来看、不可能是导致当前问题的原因。

在实际应用中、它会瞬间上升或下降、即 MOSFET 已导通、因此电池连接到转换器的输入端。  在实验室工作台上、我可以缓慢地将其斜升。  非正式地说、我想我只是通过偶然的方式尝试了这一点、我不记得它改变了行为、但我今天会更系统地尝试它。

我是否可以同时检查其他内容？

谢谢、

Walter

您好、Walter、

很抱歉耽误你的时间。 您是否已经检查了较慢的斜坡？
您可以尝试使用铁氧体磁珠(100Ohm@1MHz)代替 VIN 上的 RC 滤波器。 我们已经看到、输入电压的快速斜坡(< 15µs μ s)可能会导致 IC 上出现错误行为、但这通常不会在典型应用中发生。

此致。
Ilona

我尝试缓慢地上升、结果没有什么不同。  但是、我想我可能会继续做一些事情。  在下面的中、黄色迹线为 Vneg；在零负载时、它在-6.2V 和-15V 之间锯切。  但蓝色是 Vref。  请注意那里的大尖峰、接近700mV。

现在、我们来看看在该尖峰期间会发生什么情况：

下面是我认为正在进行的操作。  电压太负、因此不会发生任何情况、电容器会逐渐放电。  最终达到-6.2V、此时转换器显示"哦、我最好开始榨汁。"  这样做-但在这样做的过程中、转换噪声耦合到 Vref、使其更具正电压、因此它不是仅充电一点并再次停止、而是保持持续、直到 Vneg 如此负、以至于它甚至超过移位正 Vref、 转换再次停止。  当然、此时噪声会恢复正常、因此没有任何事情可以让它再次开始转换、直到最终下降到6.2V、然后周期再次开始。

那么、问题是：为什么 Vref 上存在噪声？  毕竟、这是接地方案应防止的一部分。

是否应将 VREF 旁路至 CN 连接到的同一接地节点？  或者换句话说- CN 是否应该连接到电感器所在的同一接地节点？  正如您在上面的原理图中看到的、现在我将电感器连接到 PGND、CN 连接到 AGND。  这是错误吗？

谢谢！

在经过一些深思熟虑和阅读之后、我自己提出了一个问题：不、CN 和 CP 是补偿电容器、它们确实应该连接到 AGND、而不是 PGND。  我认为我的原理图(在上面发布)对于高频电源路径的位置是正确的。

但我确实认为这是关于以某种方式耦合到 Vref 的转换噪声。

我想我解决了！ 我移除了6.8pF 前馈电容器、现在我具有连续运行、即使空载也具有稳定的输出电压。

接下来、我将尝试将一个电阻器与6.8pF 串联、以查看我是否可以将负载响应时间和噪声注入之间的差异拆分。 这是我的电路和 EVM 之间的差异之一-它有一个与6.8pF 串联的51k 电阻器。