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[参考译文] TPS53355:最大输出电流仅为20A

Guru**** 2350610 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS543C20, TPS53355
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/729805/tps53355-the-max-output-current-is-only-20a

器件型号:TPS53355
主题中讨论的其他器件:TPS543C20

电感器为 MMD-12FD-1R0、其饱和电流为49A。 输出 陶瓷电容器为36x10u、输入陶瓷电容器 为20x10u。 输入电压为15V/10A。

我使用0.1欧姆负载、输出电流只能达到大约20A (R7为24k)。 如果将 R7更改为39k,则输出将软启动->关闭->启动等,电压为0v ->2V->0v 等。

将 R6更改为300k 并更改 R3或 C6是无用的。 当 RF 引脚(R4)短路时、电流将稍大一点。

一个奇怪的。是、随着温度的升高、电流逐渐增加、最终稳定在30A μ A

我还构建了一个使用相同电感器和电容器的 TPS543C20 PCBA、它工作正常。

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    修改了 R6、R3和 C6、但仍然不起作用。
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    尊敬的用户4351886:

    首先、 您希望 VOUT 是什么?  我对您更改 R7的原因有点困惑。  设置 VOUT 后、请监控开关节点并将负载从0A 更改为20A、 以检查稳定性。  此外、是否已在内部 EVM (TPS53355EVM)上使用测试了此配置?  您可以从 TI store 网站订购。

    谢谢、

    Amnat

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    感谢你的答复。   我将联系 TI 的工程师来试用 TPS53355演示板。

    我正在处理的项目是电机驱动。 TPS53355在导通时必须提供30A 的最大电流、并且输出电压为5.5V。

    但现在的问题是、即使在启动时输出3V/30A 也存在问题、因此我怀疑 PCB 接地是否不是很好。 PCB 分为两层。 的一侧是布线和接地平面、另一侧是完整的接地平面、没有任何其他布线。 接地过孔非常密集、包括 IC 下方。

    我不知道这是不是因为从 R7到输出的迹线有一点长。

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    尊敬的用户4351886:

    散热应该是这里的另一个问题。  您的电路板只有2层、此处的功耗非常大、5.5VOUT 下为30A。  请查看第13页的数据表、了解 SOA 参考。  SOA 是在6层电路板上完成的、可以 很好地散热。  我看到的另一个问题是 C26和 R3的放置。  这些组件应位于底部、因为它可能会拾取可能影响到 IC FB 的潜在噪声。  这可能会影响抖动性能或最糟糕的不稳定性问题。   请在内部 EVM 上尝试该功能后告诉我该性能。

    谢谢你。

    Amnat

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    已收到演示板并已完成实验。 
    Vout 已更改为3V。 添加0.1欧姆负载、则加电不会出现问题。 加电后、添加0.1欧姆也没问题。
    正如您所说的、应该是反馈线路受到影响、或者从 Vout 到反馈电阻器的走线太长。 闭环不稳定。
    我将创建一个新的 PCB。 将电感器旋转90度可使 Vout 更靠近反馈引脚、从而将噪声注入线与电压反馈线隔开。
    谢谢! 
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    尊敬的用户4351886:

    请 遵循第30页数据表中的布局指南。  这些敏感元件的放置对于成功的布局至关重要。  请同时考虑热性能和 SOA 限制。  我会在保存端添加至少2个层。  请将 VDD 和 VREG 旁路电容器靠近引脚放置。  我可以帮助您在 Gerber 之前快速查看您的布局。  您可以直接将其发送给我。

    谢谢、

    Amnat

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    散热不是问题。 电机的启动电流可能为30A、但工作电流约为5A、最大值不超过10A (短时间)。 现在的问题是、由于成本的原因、PCB 只能是2层。 我构建的 TPS543C20 (PCB 类似于 TPS53355)工作正常、主要区别在于控制模式以及输出采样是否为差分。 我的更改主要是为了缩短 Vout 布线的长度、并使用大量接地过孔来保护敏感线路。 由于只有两层、组件仍位于顶部、否则接地将被破坏、这可能会导致更多的 EMC 问题。 当然、我会将敏感组件放在 TPS53355演示板的顶层以测试稳定性。 PCB 布局完成后、我会将其发送给您。

    谢谢!

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    我给你。 我将等待您的布局。

    谢谢。
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    也许我找到了原因! 由于接地阻抗不够低、因此输出接地引脚和接地电流检测引脚之间存在电压差、因此 IC 检测电流高于实际电流值、从而导致输出电流不足。 随着温度升高、由于 IC 会补偿输出 MOSFET 的 RDS 并留出一定的裕度、因此温升会导致保护电流变大、从而输出更大的电流。 实际上、无论电流是20A 还是30A、输出电压都是固定的、PWM 的开关电流是固定的、因此开关干扰是固定的。 自励磁或不稳定性不应在超过20A 至30A 的电流下出现、并且不应与输出电压无关。 因此、PCB 布局可能不是主要问题。 PCB 层数不足会导致接地阻抗不足。 对于下一个版本的 PCB、我将减小 PCB 厚度并尝试在底层添加铜。

    谢谢!
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    请先将您的布局发送给我、然后再进行 Gerber 输出。

    谢谢。

    Amnat
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    今天、我在从左到右的电阻小于0.15毫欧的情况下测试了 TPS53355的接地阻抗。

    因此、昨天的假设是错误的、即使没有 PCB 接地、接地阻抗也不会导致电流检测问题。

    随附的文件是经修改的 PCB 和原理图。 输出和输入接地电流不会相互干扰。

    VOUT 反馈环路非常短。 主要问题是您提到 C26和 R3可能会受到影响、因此我使用了0402封装。

    电感器下方的走线是功率 EN、IC 附近有一个100N 电容器来消除噪声。

    谢谢!

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    尊敬的用户4351886:

    为了处于安全侧、我仍然建议您将 C26和 R3放置在底层。  采用小型封装时、您的 GND 平面截面不会太大。   根据我之前在电感器旁边放置这2个元件非常相似的其他客户体验、它们都存在耦合到 FB 环路中的噪声问题。  如果您对我的建议不确定、我会制作2个 EVM 来查看这2个组件的放置效果。

    谢谢、

    Amnat

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    添加了一些过孔、与 fb 相关的所有组件都可以放置在底层。

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    听起来很棒!  只需确认一下、布局的最新图中还没有与底层 FB 相关的组件、对吧?

    谢谢、

    Amnat

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    是的、底部没有组件。 通孔 用于调试。

    Gerber 已发送出去。 结果将在两周内公布。

    谢谢!

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    好的。  请告诉我您发现的内容。

    谢谢。

    Amnat

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    今天刚刚完成测试、组件都在顶部、现在一切正常! 
    无论加电然后添加负载、还是添加负载、然后加电、输出都是稳定的。
    有几项改进:
    1.地面过孔长度从1.6mm 减少到1mm。
    2.反馈环路缩短为最短。
    3.接地电流的路径变化。 该时间可降低输入接地噪声对输出的影响。
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    好消息!  感谢您的反馈。

    Amnat