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[参考译文] TPS5410：ESP8266使用 TPS5410持续重启-我看到 PH 信号存在明显差异-需要说明

admin
Guru**** 2463330 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS5410

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/678472/tps5410-esp8266-keeps-rebooting-with-tps5410---i-see-a-clear-difference-in-the-ph-signal---need-explanation

器件型号：TPS5410

我的设计集成了基于 TPS5410的直流/直流转换器、可为 ESP8266提供3.3V 电压。

构建了一小部分原型后、ESP 会定期重启、这通常与电源问题有关。

我在 ESP VCC 引脚的3V3和 GND 之间有一个100nF 陶瓷电容器、在直流/直流级的3V3输出端有一个470uF 电解电容器直接接地(就在电感后面)

看一下示波器、我在 ESP 的3V3线路上看到大约50-150mV 的高频成分、但好器件和坏器件之间没有明显的区别。 我已经尝试触发串行输出以查看何时发生复位(通常、器件在复位和第一个引导加载程序消息之间需要大约30ms)、但在重新启动前的1.5s 内、在3V3线路上无法找到任何异常情况。

然后、我转到直流/直流级本身、发现 PH 信号有明显的差异：

这是一个很好的部分、除了形成一些振铃、上升沿看起来与数据表中的情况类似

这是其中一个不良部件、请注意 PH 信号上升沿之前的肩部。 这种肩膀上有我所看到的所有麻烦部件，而且没有所有好部件。

这是直流/直流级、请注意、输出容量是在设计表的数字部分绘制的、但实际上是在3V3和 GND 之间、具有上述值。

这是电路板布局。 我上面布线的接地参考是 ESP 上的 GND 引脚(底层为2/3 GND 填充、因此最高的 GND 阻抗会将引脚到过孔和过孔本身的短布线导入-在我看来可以忽略不计。

C1直接跨3V3/GND 位于 L1
C2位于3V3/GND 两端的底层、来自3V3引脚的几个最小值

C3和 Cin 非常接近 TPS5410

我假设 TPS5410的直接温差存在问题、从而产生奇怪的肩部-我测量了 C4、D1和 L1以获得正确的焊点、因为我具有 U1 (TPS5410)的所有引脚

应该注意的是、在走线时、没有电流流经底部的 MOSFET、也没有对其进行开关。

如果能够帮助您弄清这种开关行为的产生原因、以及它是否是我所看到问题的根源-它肯定与它相关、我将不胜感激。

eagle.文件如下 ：github.com/.../v2.2

此致

PJ

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    TI__Guru**** 2463330 points
    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。

    Peter、

    两个开关波形之间的差异看起来是由于负载电流造成的。  顶部波形为 CCM、底部波形看起来像 DCM。  如果增大负载电流、底部波形电路开关波形是否开始看起来像顶部波形？  您的噪声问题很可能是由于布局造成的。  我现在可以查看您的 eager 文件、您的"图片"文件夹中的图层似乎与您发布的内容不匹配。 您似乎只有一个两侧 PCB、其中的 VIN、3.3V、GND 和 SW 网络均通过常规的薄铜蚀刻线进行连接。  通常、GND 需要接地层或较大的覆铜区。  循环电流环路需要尽可能紧密地与覆铜区相连。  特别重要的是 D1的回路连接、并将输入电容器直接紧密耦合到 IC 上的 VIN 和 GND 引脚。  请参阅第22页上的数据表布局指南：

    此处提供了 EVM 设计的示例：

    www.ti.com/.../slvu185.pdf

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    TI__Guru**** 2463330 points
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    尊敬的 John：

    感谢您的快速反馈。 布局的大部分底部由 GND 填充区域占用、我只是没有在屏幕截图中显示它。 如图所示为填充、布局会像以下那样松动：

    但是、如果我理解正确、上面所示的迹线中的正弦"肩"表示负载更高？

    我已经开始测量粉红色迹线下方的区域-正如您看到的、(更宽)的上信号(属于良好部件)在较低的情况下具有略高的6,98µVs 比6,81µVs μ m 的区域、同样、 我本以为第1个信号的更陡沿会在 L1中产生更强的磁场。

    我将仔细检查 D1上的焊点(它通过其下方的过孔具有较大的直接 GND 连接、 但我可能还需要更多的电阻较低的路径(从 D1到 PRG 开关的单条布线仅为该开关的 GND 抽头、而不是二极管的 GND)。

    我假设设计中最糟糕的一点是3V3线路必须围绕 GND 层缠绕至 ESP 芯片的另一侧、但再说一次、该芯片的峰值电流不应超过大约200mA、 但我当然可以在这方面增加更多的容量。

    此致

    PJ

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    TI__Guru**** 2463330 points
    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。
    Peter、

    实际上、这是另一种方法。 由于 TPS5410是非同步转换器、当负载电流降至低于 p-p 交流电感器电流的1/2 (85mA/2=42.5mA)时、该器件进入 DCM (非连续导通模式)。 如果电感器中没有变化的电流、则电感器上可能没有电压并且 Vsw = Vout。 当电流最初不连续时、SW (PH)节点将振铃、最终稳定在输出电压。 在您的情况下、下一个开关周期将在振铃的前半个周期结束之前开始。 因此、如果负载电流高于约43mA、您应该看到波形1和43mA 以下、您应该看到波形2。 在任何情况下、如果您怀疑开关噪声导致 ESP 复位、您可以：

    增加电容器滤波。 我会使用一个低值陶瓷电容器、其谐振频率尽可能接近开关节点振铃频率(可能约为0.01uF 或001uF)。

    清理布局以进一步减少交流循环电流路径。

    从 PH 到 GND 分配一个 RC 缓冲器。

    希望以上其中一项将有所帮助。
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    TI__Guru**** 2463330 points
    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。
    尊敬的 John：

    感谢您的详尽回答。 我将进行一些更新、看看会发生什么情况。

    此致

    PJ
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    TI__Guru**** 2463330 points
    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。

    因此、我通过三种方式更新了我的设计：

    a)我为 PH 和3.3V 节点添加了填充区域

    B)我在 PH 节点接地端添加了一个1kOhm /1.5pF 的缓冲器

    C)我在 ESP 3.3V 输入附近添加了一个10nF 电容器。

    对于3V3和 PH、这些泛光填充通常是低阻抗路径的好主意吗？

    我将制作并测试电路板。

    PJ