主题中讨论的其他器件: TPS54531
您好!
我的任务是设计一个非隔离式电源、将12-48V 直流转换为6-48V 直流、因为我在 TPS54531方面拥有良好的经验、所以我选择了 TPS54560进行转换。
要求:
输入:12至48V 直流
输出:可通过电位计进行调节、电位计的电压范围为6至尽可能接近输入电压。
输出电流、在0-4、8A 范围内波动(输出被切换至一个具有大约50ns 上升时间和相同下降时间的负载、最坏情况0至4、8A 满电流在此上升时间内切换)
输出电压应尽可能小地波动、但设计需要非常小、因此无法实现大输出电容器、我可以接受5%的电压波动。
问题:
n´t 负载仅具有电阻性、不以任何方式或形式进行开关、我也无法使其正常工作。
TPS 在空载时工作、输出电压稳定且可通过电位器进行调节。 如果我连接电阻负载、例如10R、如果输出电压设置为低于约12V (随输入电压变化而变化)、则 TPS 会工作、高于 TPS 会进入过压/过流保护、 SW 引脚上的波形不会以"恒定"占空比进行切换、并且会跳过脉冲、因此输出电压会发生很大变化(大约3V pp)。 如果我尝试进一步提高输出电压、SW 引脚上的半周期会变小(因为跳过的脉冲更多)、因此输出电压会下降并变化更大。
此外、如果直接将48V 电压/热电压连接到电路板上、我会遇到 TPS 油炸问题、我知道瞬变会发生这种情况、我认为我可以在电源输入端使用额外的 tvs 来解决这个问题。
假设:
我在布局上犯了一个很大的错误、但我不知道在哪里、除了 FB 线放置不当。
我在 FB 线路上有噪声拾取问题、但我尝试探测到、FB 线路上的噪声低于我的 RIGOL DS1054测量值。
尝试解决问题的方法:
断开 PCB 上的 FB 线、并将连接到电位器的导线焊接到该导线上、该电位器直接焊接在陶瓷电容器顶部->没有真正的变化(这让我感到困惑)
增大输入电容->无变化
增大输出电容->无变化
更改开关频率->没有变化/高于600kHz 左右由于开关损耗增加、TPS/二极管变得很热(我假设?)
将电容器从 FB 直接焊接到 TPS 上的 GND ->更糟糕的是
降低 FB 电阻分压器的值以降低拾取噪声->稍好一些、但我只能走得太远、因为我需要 SMD 电位器、这些电位器的额定功率不是很高
不同的补偿组件->略微改变了行为、确实改善了行为、但是、由于输入/输出电压较高、我不知道应该使用哪些组件。 我已经尝试过 WebBench 仿真软件中的各种建议组件、但所有组件的工作条件都比单个50nF 的接地条件差。
使用/选择的组件:
输入电容为:2个10uF/50V 陶瓷电容直接位于 TPS 上、6个10U/50V 陶瓷电容位于电路板上的其他位置
输出电容为:1个100uF/50V 聚合物 ESR@100kHz:25m Ω 额定纹波:2A (HXB500ARA101MJA0G)、与2个10u50V 陶瓷电容并联
电感器: 22uH Ir:5.7A Isat:10.2A Rdc:37m Ω(Würth Ω: 744373965220)
二极管: STPS5L60
定时电阻:220k ->开关频率约为450khz
原理图:
注意:应将同一电路板与 TPS54531配合使用、因此时序电阻器作为电容器消耗、实际电路板上安装了一个电阻器。 我知道我拧紧了补偿网络、但是我在放电的电容器封装顶部焊接了额外的组件。 我知道将 FB 线直接放置在 SW 节点下方并不是最佳选择。
布局:
我已经制作了一个测试布局、您可以在下面查看它。 层顺序如下:
顶部:红色
2、层:紫色
3.层:橙色
图层:绿色
5.层:黄色
底部:蓝色
所有层都填充了接地。
我尝试尽可能减小环路面积、但我不知道我这么做的效果如何。
需要:
帮助我指明我应该寻找的方向、我缺少什么?
可能唯一的问题是、我不知道/不了解如何为不同的输入/输出电压设计补偿组件。
我的布局是否真的如此糟糕? (SW 节点/二极管/电感器位置下的 FB 线)我该怎么做才能进一步改进它?
感谢您花时间阅读它。我非常感谢您的观看。 如果需要一些其他信息、请毫不犹豫地询问、我也可以提供范围屏幕截图。
请原谅粗朗格利施,我不是一个母语的人。