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[参考译文] TPS54308:数字电位计不工作时的可变电压电源设计

Guru**** 2394195 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54308

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/680231/tps54308-design-for-variable-voltage-power-supply-with-digital-pot-not-working

器件型号:TPS54308

你好。

我是按照 tps54308的数据表设计的电源。 此设计随附波纹管。 目标是具有介于10-14V 之间的可变电压电源、并且能够在大约8us 的脉冲中处理2.5A 电流。

我发现、当我更改数字电位器的值时、电压根本没有变化。 我的第一个猜测是数字电位器不工作、因此我隔离了输出并固定了电压、如下图所示:

在最新设置中、Vout 的值已正确更改、符合预期。 因此、数字电位器似乎工作正常。

 

更换前馈盖

在我最近的测试中、我将 C6 (前馈电容)更改为100uF、因为我在相对高功率下消耗10-14V 电压。 我运气差。

我可能会出什么问题?

感谢你的帮助

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    您好!

    测试时、您是否添加了加载? 例如0.5A

    此外,检查 FB 针脚电压,是否改变?

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    您好 Jason、

    我确实放置了一个1K 欧姆的负载。 我应该尝试更小的尺寸吗?  
    当我更改电阻(数字电位计)的值时、FB 引脚会短暂变化、但会跳回到0.594v。 在输出端(VHIGH)测得的电压在12v 时保持恒定。
    感谢你的帮助。
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    您好、请放置10欧姆负载、然后重试。 请告诉我测试结果。 检查输出电压和 FB 电压。
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    你好 Jason

    我吃了一顿美味的早餐、并继续进行了一整天的测试。 我发现了以下内容:

    1) 1) 我添加了一个30欧姆电阻器@ 25W。 我 没有在如此高的电流下工作的10欧姆电阻。 我直接将其连接在 VHIGH 和 GND 之间、并尝试更改数字电位器。 我 无法更改 VHIGH、因此它不起作用

    2) 2)我决定将数字电位计替换为机械电位计、以查看这是否是问题所在。 我发现现在一切都正常了。 如果我更改机械电位计上的电阻、则电压会相应地发生变化

    3) 3)现在我们知道 它与数字电位器相关。 但这可能是什么呢? 我用数字电位计替换了机械电位计、在使稳压器保持禁用状态的同时、我成功地更改了数字电位计上的值。

    4) 4)我使用示波器观察了用于管理数字电位器的3.3V 电压轨。 我发现这是一个漂亮的信号、但当稳压器打开时、信号发生了变化、看起来有周期性噪声。 我要附加一张图片。 我需要强调的是、禁用稳压器时不存在噪声。

    5)我找到了这篇文章  。 它介绍了开关如何产生振铃(这可能会影响您的接地)、以及如何通过添加一个与引导电容器串联的电阻器来减少振铃。 我添加了一个与电容器串联的5欧姆电阻器、但看不到太大的差异。

    此时、我的理论是、它是由开关稳压器感应的3.3V 电源轨上的噪声。 POT 使用3.3V 进行 VCC 和 I2C 通信、因此它不喜欢3.3V 电源轨上的噪声。

    有什么关于如何避免这种噪声的想法? 还有其他提示吗?

    此致、

    Carlos。

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    还有一件事。

    进入 FB 引脚的信号如下所示:

    这是预期的吗?

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    您好、Carloso、

    数字电位器的变化应该是非线性的、FB 引脚上的大噪声、建议通过添加一个与数字电位器的引脚1和 GND 并联的电容器来过滤噪声。 对于前馈电容 C5、通常~100pF 是可以的、在您的情况下、C5可能不起作用。 不知道、您可以尝试。

    BRS、

    Ryan

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    好的、还有一个更新。

    我希望降低 FB 线路上的噪声。 我尝试在 FB 和接地之间添加3个不同的电容器:0.1uF、10uF 和20uF。 从上面"2018年4月17日上午10:27"开始、似乎没有一个问题影响图片

    从"2018年4月17日上午10:27"的帖子图片中需要注意的一点是、尖峰发生的频率接近350kHz。 这可能是巧合、但噪声更有可能来自以350kHz 运行的开关稳压器。

    为了更好地了解情况、我用5Khz 的物理电阻器替换了数字电位计、以获得12V 的输出电压。 然后、我将示波器设置为交流耦合并测量 FB 引脚。 (FB 和接地之间无电容器)

    我发现了以下内容:

    您可以看到、即使使用固定电阻器、FB 环路中的噪声仍然存在。 我去添加了一些与5K 电阻并联的电容器(数字电位计所在的位置)、但无法消除振铃... 我猜为了将其移除、我们需要在分压器输出和 FB 引脚之间串联一个低通滤波器。  

    我们能否再次检查 FB 信号的外观是否不是这样?

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    您好!

    您说过、即使使用固定电阻器、FB 环路中的噪声也会保持、实际上、环路中的噪声几乎为1V、而 FB 基准电压为0.596V、因此波形在什么条件下捕获? 与我上传的波形有很大不同、12V 至3.3V/3A。 也许您可以上传 PCB 快照、让我们快速回顾一下、谢谢。

    BRS、

    Ryan

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    您好、Ryan、

    很抱歉、我花了这么长时间才回复。

    下面是放置组件时 PCB 布局的快照:

    布局与此设计相对应:

    这是 PCB 上布线的一些布线:

    这里是使用固定电阻器进行的一些测量。 请注意、图片中使用的是交流耦合

    FB 信号:

    VIN 信号:


    GND 信号(200mV/div)


    我同意问题必须是响铃... 但我不确定从哪里来。

    Carlos。

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    尊敬的 Carlos:

    我不太理解您在 FB 和数字电位器之间的连接。 您能否为我解释一下您的电路如何调整 VHIGH? 根据我的理解、它应该与以下任一方式建立联系:

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    你(们)好  

    根据布局、反馈环路的接线过长、 并通过电感器、很容易将噪声引入 FB。

    肖恩

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    我开始想知道这是不是问题...  

    感谢所有帮助。 我将重新设计我的电路、看看它是怎么发生的。

    此致、

    Carlos

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    我找到了我们应该考虑的两个重要信息。

    1) 1)似乎只有当 VIN 设置为24V 时才会出现 FB 信号变得疯狂和嘈杂的问题。 当 VIN 设置为15V 时、看起来要好得多。 我不确定这是电感器下方走线的直接结果

    2) 2)是的、我们在电感器下有布线、这是一个坏主意、我们必须纠正它。 但看一下信号和设计、电感器(顶层)下方有一个覆铜、这有助于降低 FB 线路上的噪声。

    以15V 电压驱动电路时、一切看起来都正常。 即使使用数字电位计进行的电压变化看起来也可以正常工作。 在24V 电压下运行该稳压器是否还有其他注意事项?

    此致、

    Carlos。
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    尊敬的 Carlos:

    您能否在 Vin=15V 时测试 SW 抖动? 我不确定它是否稳定。

    此致、

    肖恩

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    当然、

    这是输入电压为15V 时的 FB 图片

    这不是很有趣吗?

    感谢你的帮助。

    Carlos。