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[参考译文] TPS2116：在负载下从 IN2来回切换至 IN1

admin
Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2116, TPSM53602, BQ25619E
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/1289537/tps2116-switching-from-in2-to-in1-back-and-forth-under-load

器件型号：TPS2116
主题中讨论的其他器件： TPSM53602、 BQ25619E

您好！

我们的应用具有两个输入、均为5V。
我们在优先级模式下使用 TPS2116、模式连接到 VIN1。

VIN1由 TPSM53602从9V 直流电生成、VIN2 当前由实验室电源生成、用于测试。

如果 Vout 上有负载、从现有 VIN2切换到上升 VIN1时会遇到很大的问题。
如果没有负载、VIN2被激活、然后 VIN1被激活、根本就没有问题。
如果我们应用负载(当前为5V 时的~180mA)、则 TPS2116会切换到 VIN1、但会立即再次切换回 VIN2。

这是在大约10kHz 的频率下发生的。

下面是一些原理图。 Uext 将提供一个 BQ25619E 充电器、但在静态负载下、它也不会工作。

以下 是工作和非工作情况的两个示波器图像(CH1 = VIN1、CH2 = VIN2、CH3 = Vout、CH4 = ST)：

工作时、轻负载(90mA @ 5V)：

不工作(180mA @ 5V)：

我们曾尝试在 VIN1路径中添加更多电容(额外的100µF 或220µF)、但未成功。

这也无助于向 PR1添加小电容。
在两种情况下(三种情况中的)、PCB 在一段时间后修复了"其自身"、并在将导线焊接/脱焊到 PR1和 ST 以及两种 PCB 上、这种错误再也无法重现。

您能否告诉我们、该器件是否对温度或任何其他可能导致该行为的外部影响有些敏感？

提前表示感谢、祝您愉快。
马丁

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    TI__Guru**** 2387060 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 Martin：

    看起来 PR1信号在 VREF (典型值1V)以上/以下波动。 PR1没有任何迟滞-这使得使用开关转换器及其输出纹波时变得棘手。 但是、您可以在 PR1和 ST 之间添加一个电阻器以在 PR1上创建迟滞- 此 e2e 常见问题解答的底部提供了一个有用的计算器。 我计算出、PR1之间的100k Ω 电阻会 ST 使您的电路在 PR1 = 4.2V 时切换到 IN2、在 PR1 = 4.35V 时切换回 IN1、也许可以从该值开始、看看这是否可以纠正该行为。

    如果这样不起作用、您能否发送包含 PR1 (分辨率为200mV/div)、ST、IN1和 OUT 的波形？ 来帮助诊断问题的来源。

    此外、我建议在 IN1上放置一个10-20uF 的电容器、以便 在该器件切换回 IN1时支持负载阶跃、但如果您发现您的问题解决得不错、则无需明确指出。

    请告诉我您的测试结果。

    谢谢。

    帕特里克

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    TI__Guru**** 2387060 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。

    Patrick、您好！

    迟滞是一件有趣的事情、为什么数据表中没有提到它？

    我尝试在 尽可能靠近 IN1端子的位置添加额外的22µF、该端子也尽可能靠近 PR1 分压器。
    此外、我添加了100k 的迟滞。 很遗憾、没有任何帮助。

    我用示波器做了更多的镜头、并添加了一些逻辑分析仪的图片、以便更好地了解时序。

    根据请求、选择 PR1 (CH1)、ST (CH2)、IN1 (CH3)和 OUT (CH4)：

    我还将4k7 R2修改为6k8：

    然后、我们放大了其中一个开关事件：

    如您所见、PR1将以某种方式完全驱动为零。 TPS 内是否有电路在特殊情况下从内部对 PR1引脚放电？
    如果情况并非如此、则 可以在 PR1上使用一个较小的电容器来立即解决我们的问题。 但如果我添加10或47nF 并联到 R107、什么也不会出现(！) 发生任何变化。

    逻辑分析仪图片(仅50MSamples、因此无法正确显示极小的骤降、如示波器图片中所示)：

    IN1上的22µF 以及 ST 和 PR1之间的100k：

    6K8而不是4k7：

    放大其中一个事件：

    奇怪的是、在 PR1上焊接足够长的时间后、我的第三个 PCB 又修复了自己、两个电阻器、ST 和周围的所有电容器、我会再次深入研究这一点...

    如果我找到什么、如果可以告诉您、
    马丁

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    TI__Guru**** 2387060 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 Martin：

    谢谢你的详细答复。 至于数据表中不存在的迟滞-可以从电气特性表中缺少迟滞规格推断出这一点、但我们将在下一个数据表版本中添加此值-谢谢！

    PR1 (和 IN1)上看起来好像有相当多的振铃-我的第一个想法是从 TPSM53602到 TPS2116有很多电感、但是的、IN1上的电容器本来可以解决这个问题。 是否有连接 TPSM53602 VOUT 和 TPS2116 VIN1的长而/或细的布线/电缆？

    器件中没有可使 PR1放电的电路-它只是比较器的输入、因此我们需要确定振铃的源是什么。

    注意事项是、我看到 TPSM53602 在您的工作条件下以 PFM 模式运行(请参阅 TPS53602数据表的第7.4.2节)、这提高了低负载时的效率、但会增加纹波并降低负载阶跃性能。 我刚才已经知道、引起振铃的电感可能是 TPSM53602电感器本身。 其他(不确定金额是多少、可能是2-3倍？) TPS53602附近的输出电容有助于实现这一点。

    如果没有、可能是其中一个转换器输出电容器出现焊接问题、或者其中一个电阻器或 TPS2116引脚上出现软短路？

    是的、如果您有任何其他问题、或者您对上面提到的内容有任何想法、请告诉我。

    谢谢。

    帕特里克

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    TI__Guru**** 2387060 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。

    Patrick、您好！
    很抱歉这么晚才回复！

    我一直在处理这个问题,最终设法找到了解决方案!
    问题不是 IN1路径、而是 IN2。
    IN2将由我们系统中的另一个电路板生成、该电路板通过15cm 电缆与带有电源多路复用器的主 PCB 连接。 在上次原理图审阅中、没人注意到主 PCB 上的 VIN2路径中没有局部电容。 在 PCB 的测试中、我使用了稍长的导线来为 VIN2供电。

    这里发生的情况是、在切换的时刻、VIN2确实存在我之前没有看到的振铃、因为我没有搜索信号的峰值<< 1µs、尤其是 VIN2上的峰值。

    现在我假设、到 VIN1的负载切换将再次使 VIN1下降、但同时释放 VIN2。 随着 VIN1下降、TPS 会再次切换到 VIN2、VIN1将上升、VIN2将再次下降。 问题是、当电容不是直接放置在 TPS 旁边时、VIN2上的压降接近0。 我认为 TPS 会以某种方式"重启"、因为此时它没有合适的电源？
    在我们的案例中、100nF 的小电容足以防止恒定开关导致的故障、但 VIN2上还剩2Vpp 的振铃。 我现在将一个10µF 陶瓷电容器直接放置在 VIN2焊盘旁边、现在振铃会下降到0.3Vpp。

    您能否告诉我们、TPS 是如何从两个输入电源轨为其自身供电的？
    我只是想知道我们是设法在切换时将芯片关闭、还是仅仅因为它是一个振荡。

    很明显、故障是我们一侧的两个电源都不足以为 TPS 供电或防止切换振荡(以真值为准)、 但是、这可能对下一个数据表修订版有所补充、因为它不仅在上一节中提到了电源的稳定性、还在基本和典型应用部分包括了电容器？

    感谢您的帮助、祝您愉快。
    马丁

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    TI__Guru**** 2387060 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 Martin：

    感谢您的耐心、因为我上周因美国假日外出。

    很高兴听到您找到了解决方案！ 我看到 IN2在您的波形中看起来稳定且不受干扰、因此对我来说、IN2电容看起来不是问题。

    器件通过较高的电源为自身供电-请参阅数据表(如下所示)的第7.4节、其中提供了一些有关切换时器件如何复位的信息。

    如果 IN2上的振铃产生了大于5V/us 的压摆率、那么我的直觉是它可能会导致器件复位、但我需要向设计人员核实这一点。 不过、我认为器件很可能只是在输入之间快速切换、而没有稳定的分辨率、因为在器件开启时、在 VOUT 完全由 INx 供电之前通常会有1ms 的延迟。 我将与设计人员讨论这一点、并就此与您进行跟进。

    还感谢您在数据表中提供意见-我们将在下一个修订版本中添加此内容。

    谢谢。

    帕特里克