[参考译文] TPS61378-Q1：输入电流限制和输出电压调节

您好、Slava、

感谢您的联系。

TPS61378-Q1实现了峰值电流限制控制。 您可以看到它是电感器峰值电流。 对于升压转换器、输入电流等于电感器平均电流。 因此、要获得1A 的输入电流限制、您必须首先使用公式计算电感器电流纹波：IRIPPLe=Vin*D/(L*Fsw)。 请留出一些余量、因为 Rlimi 计算是针对典型值。

2.当发生过流时，TPS61378-Q1输出电压会降低。 如果发生输出接地短路、器件将进入间断模式。

我相信您可以给我发送一封电子邮件、详细讨论此应用。

Zack Liu 先生、您好！

此问题适用于我们的公司。 非常感谢您的回答！ 但不幸的是，我不理解您对第一个问题的回答。

因此、我们希望使用 TPS61378芯片代替 TPS61251。 我们仍然需要限制器件从电池消耗的电流。 TPS61251包含输入电流限制功能(本设计中的 I_lim=1A)、即在 Vin=2.4V-5V 范围内的任何电压下、输入电流限制1A 电流。 我们的主要任务是在 Vin=2.4V-5V 范围内的任何电压下为 TPS61378芯片获取输入电流限制1A。

正如我从您的答案中了解到的、输入电流等于电感器平均电流。 另一方面、如果我们希望获得1A 的输入电流限制、我必须计算电感器电流纹波。

问题：电感器平均电流和电感器电流纹波是否相同？ 我认为这些不同的电流…μ A

正如我从您的答案中所理解的那样，电感器电流纹波的公式为：IRIPPLe=Vin*D/(L*Fsw)。 例如、我想为您的 TPS61378Q1EVM-060评估模块设计计算此公式。

VIN=5V (例如)；

D = 80 (占空比)；

L = 470nH；

Fsw = 2.2MHz；

抱歉，IRIPPL=Vin*D/(L*FSW)=386,84A

问：IRIPPL=Vin*D/(L*FSW)=386 84 A。它是否正确？ 我们的 TPS61378设计是否具有1A 输入电流限制？

问题：根据您的回答，IRIPPLE (和 TPS61378中的输入电流限制)取决于 Vin 电压(即 IRIPPL=f (Vin))，而在 TPS61251中，输入电流限制不取决于 Vin。 它是否正确？ 我们希望在 Vin=2.4V-5V 范围内的任何电压下获得 TPS61378芯片的输入电流限制1A (即、我们希望 I_lim 不是 Vin f (Vin)的函数)。

问题：很抱歉、我们希望得到详细的公式、以便为我们的 TPS61378设计获取1A 输入电流限制。

此致、

Ruslan。

尊敬的 Ruslan：

我认为我理解您的问题。 您希望升压转换器输入直流电流限制在1A。 TPS61251实现平均输入电流限制、而 TPS61378-Q1实现峰值电流限制方案。

1、以 EVM 为例、Vin=5V、Vout=9V、L=470nH、fsw=2.2MHz。 占空比可通过公式 D = Vout-Vin/Vout=44.4%来计算。 IRIPPLE=VIN*D/(L*FSW)=5*0.444/(0.47*2.2)=2.36A。  

TPS61378-Q1峰值电流限制值随占空比的不同而变化。 因此、满足您的要求并不是很容易。 我可以知道输出电压、输出电流吗？ 您的目标输入电流限制精度是多少？

Zack Liu 先生、您好！

非常感谢您的回答。 我完全理解。

星期五、我测试了您的 TPS61378Q1EVM-060评估模块(Vin=5V/Vout=9V)。 我得到了以下结果：

1. 如果 Rilim=82K、则 ILIM=1.17A (根据数据表中的等式2)。 TPS61378_Iloadmax 持续= 0.02A。
2. 如果 Rilim=47k、则 ILIM=2.0A (通过数据表中的等式2)。 实际 TPS61378_Iloadmax = 0.46A 持续电流(如果 TPS61378_ILOAD = 0、66A、则 Vout=8.0V、而不是 Vout=9V)。
3. 如果 Rilim=36K、则 ILIM=2.7A (根据数据表中的公式2)。 实际 TPS61378_Iloadmax = 0.78A 持续电流(如果 TPS61378_ILOAD = 1、01A、则 Vout=8.0V、而不是 Vout=9V)。
4. 如果 Rilim=20K、则 ILIM=4.8A (根据数据表中的等式2)。 实际 TPS61378_Iloadmax = 1.73A 持续电流(如果 TPS61378_ILOAD = 2、04A、则 Vout=8.0V、而不是 Vout=9V)。

我们的设计包含 TPS61378的 Vin = 2.4V-5V/Vout=9V/Rload = 8R (这是音频放大器及其扬声器)/Iloadmax= 9V/8R = 1.125A 设置。 主电源为 V=5V/3.5A、辅助电源为500mAh 镍锰电池、连续电压=2.4-4.5V/Vout=2.5A。 这是 TPS613778_Vin 的电源。 如果我们的设计是从次级电源供电、那么我们需要将 TPS61378的输入负载电流限制为1.2A (持续)最大值。 因为我们的系统包含 GSM 调制解调器、它连续消耗1A 电流或1.8A 峰值电流。 如果系统总电流约为2.5A、则 Vbattery 立即降至2.7-3V、电池不能长时间工作。

因此、我们希望将 TPS61378的输入负载电流限制为1.2A (持续)最大值！

此致、

Ruslan。

尊敬的 Ruslan：

对于您的设计、如果 TPS61387输入平均电流限制设置为1.2A、当 Vin=2.4V 时、最大输出电流为1.2a*2.4V*0.85V/9V=0.272A。 当 Vin=5V 时、最大输出电流为1.2a*5V*0.9/9V=0.6A。 镍锰电池作为输入源、音频放大器和扬声器功率远低于1.125A。 是否可以接受？  

Zack Liu 先生、您好！

非常感谢您的回答！ 您的计算是正确的。

在我们的旧设计中、我们使用了具有输入电流限制1A 的 TPS61251芯片、TAS5421音频放大器(具有330uF 电源电容器)和8R 扬声器。 我们对我们的设计进行了全面测试。 TPS61251的设置为 Vin = 2.4V-5V/Vout=7.2V/输入电流限制= 1A。 我们使用 sinus 1KHz 测试音频系统、扬声器上的 Vpp 为6.48V。 我们的设计在最大功率模式下使用 GSM 调制解调器以及我们500mAh 镍锰电池中的其他芯片时总共可在大约30分钟内正常工作。 另一方面、我们使用恒定负载测试了 TPS61251 (输入电流限制= 1A)：

1. TPS61251_Vin = 2.4V/ TPS61251_Iloadmax=0.26A 连续
2. TPS61251_Vin = 3.0V/ TPS61251_Iloadmax=0.34A 连续
3. TPS61251_Vin = 3.5V/TPS61251_Iloadmax=0.41A 连续
4. TPS61251_Vin = 4.0V/TPS61251_Iloadmax = 0.48A 连续
5. TPS61251_Vin = 5.0V/TPS61251_Iloadmax=0.62A 连续

如果计算得出(Vpp=6.48V / Rspeaker=8R) 6.48/8 = 0.81A、则连续计算 TPS61251_Vin = 5.0V/TPS61251_Iloadmax=0.62A、TPS61251_Vin = 3.0V/TPS61251_Iloadmax=0.34A。 尽管如此、我们的设计总的来说效果很好、我可以看到正弦高电平没有失真。

在新设计中、我们希望使用 TPS61378而不是 TPS61251与 TPS61378_Vout=9V、以获得更大的音频信号。 我知道、来自电池的 TPS61378的输入电流将上升。 但不幸的是、我不知道我应该为任务设置什么值 TPS613778_Rilim？

我们采用旧设计 TPS61378Q1EVM-060评估模块、TPS61378_Vout = 9V、而不是 TPS61251。 TPS61378_Rilim 为20K、则开关电流限制为4.8A。 我们使用 sinus 1KHz 测试音频系统、扬声器上的 Vpp 为8.0V。 我们的设计在最大功率模式下使用 GSM 调制解调器以及我们500mAh 镍锰电池中的其他芯片时总共工作了大约20分钟。 我可以看到正弦信号没有失真。

然后、我将 TPS613778_Rilim 设置为36K、然后开关电流限制为2.7A。 早期、我们测试了具有恒定负载、Rilim=36K 的 TPS61378Q1EVM-060评估模块。 TPS61378_Iloadmax 持续为0.78A。 我们使用 sinus 1KHz 测试音频系统、扬声器上的 Vpp 为8.0V。 我们的设计在最大功率模式下使用 GSM 调制解调器以及我们500mAh 镍锰电池中的其他芯片时、总共工作大约20分钟。 我可以看到正弦波高电平没有失真、这是我在前30秒看到正弦波高电平失真的例外情况。

我想知道什么？ 我们希望使用 TPS61378代替 TPS61251、将 TPS613778_Vout=9V 用于更大的音频信号。 我不知道应该为我的任务设置什么值 TPS61378_Rilim？ 我不想看到大约95%的电池长寿命的正弦信号上出现失真。 我希望设计工作在总时间大约25-30分钟内都能很好地完成。 如果我增大 TPS613778_Rilim 并更大限度地限制我们系统的输入电流(在大约95%的电池长寿命中、sinus 高电平没有失真)、该设计是否会比电池寿命更长？

此致、

Ruslan。   

尊敬的 Ruslan：

很抱歉、我不熟悉音频放大器器件、也不了解 SINUS 1KHz Vpp 的含义。 为什么 Vpp 与 TPS61378-Q1的 Vout 不相同。

总之、让我们重点介绍 TPS61378-Q1器件。 如前所述、该器件实现了峰值电流限制。 当 Rlimi=20k Ω 时、ILIM_SW 典型值为4.8A。 但该 ILIM_SW 的变化为+-1A。 最小规格为3.8A、最大规格为5.8A。

如果 RLIM=100k Ω、则 ILIM_SW 典型值为0.96A、最小规格为0.8A、最大规格为1.2A。 该器件并非专门设计用于非常精确地限制输入电流。

适用于输入电压范围为2.4V-5V、输出电压=9V、FSW=2.2MHz、L=1uH 的应用。 计算电感纹波的公式为 IRIPPLe=Vin*D/(L*Fsw)。 而 D=1-Vin*Effi/Vout。 效率估计为90%。 因此、在输入电压不同的情况下、电感器纹波可按下表计算。

因此、您可以将 ILIM_SW 设置为大约1.7A。 公式 RLIM=96k/ILIM_SW=56.5k Ω。 但您应该知道、该设置1.7A 有变化。

尊敬的 Ruslan：

首先、TPS61378Q1EVM-060评估模块使用470nH 电感器、而我使用1uH 电感器进行计算。 电感越高、纹波就越小、因此最大输出电流就越大。

您是否有1uH 电感器可用于测试？

我想我们一直在讨论最大输入电流限制、而不是负载电流(Iload)。 对于升压转换器、它会限制输入电流、而不是负载电流。

Zack Liu 先生、您好！

非常感谢您的回答！

1、搜索1uH 电感器进行测试需要一段时间。 因此、我在 TPS61378Q1EVM-060评估模块上设置了1、5uH 电感器(SRP4020TA-1R5M (1.5uH 4.5A)模型)、而不是470nH 电感器。 我得到了以下结果：

如果 Rilim=20K、则 ILIM=4.8A (通过数据表中的公式2)、实际 TPS61378_Iloadmax = 1.90A 连续(负载从 ATH-8030电子负载器件持续)和 TPS61378_Inputent = 3.98A、即 TPS61378_InputCurrent 作为 TPS61378_ILOAD 远小于 ILIM 计算的4.8A。

如果 Rilim=36K、则 ILIM=2.7A (通过数据表中的公式2)、实际 TPS61378_Iloadmax = 1.01A (负载从 ATH-8030电子负载器件持续)、TPS61378_Inputent = 1.96A、即 TPS61378_InputCurrent 作为 TPS61378_ILOAD 远小于 ILIM=2.7A 计算得出的 ILIM。

如果 Rilim=47k、则 ILIM=2.0A (通过数据表中的公式2)、实际 TPS61378_Iloadmax = 0.73A (负载从 ATH-8030电子负载器件持续)、TPS61378_InputCurrent = 1.4A、即 TPS61378_InputCurrent 作为 TPS61378_ILOAD 远小于2.0A、则通过 ILIM 计算得出。

如果 Rilim=56K、则 ILIM=1.7A (通过数据表中的公式2)、实际 TPS61378_Iloadmax = 0.55A (负载从 ATH-8030电子负载器件持续)、TPS61378_Inputent = 1.05A、即 TPS61378_InputCurrent 作为 TPS613778_ILOAD 远小于 ILIM=1.7A 计算。

如果 Rilim=82K、则 ILIM=1.2A (通过数据表中的公式2)、实际 TPS61378_Iloadmax = 0.27A 持续(负载从 ATH-8030电子负载器件持续)、TPS61378_Inputent = 0.52A、即 TPS61378_InputCurrent 作为 TPS61378_ILOAD 远小于 ILIM=1.2A 的计算结果。

因此、​​与470nH 电感测试相比、负载电流和 TPS6137_InputCurrent 的实际值有所增加、但遗憾的是、仍然远低于计算值。 它是否正确？

2.在您最后写下的答案中、我认为我们一直在讨论最大输入电流限制、而不是负载电流(Iload)。 对于升压转换器、它会限制输入电流、而不是负载电流。 这对我来说是一个有趣的问题。 当我为 TPS61378设置 Rilim (开关电流限制)时、我设置输入或输出电流限制？ 换句话说、当我设置 Rilim=20K (ILIM=4.8A)时、我应该看到输入或负载(输出)电流限制大约为4、8A？

此致、

Ruslan。