[参考译文] TPS65987DDJ：TPS25750EVM 手机充电

Chris、您好！  

您是否有原型板原理图？  

您还可以使用 PD 分析器来收集 PD 日志、这会显示 TPS65987D 与连接设备之间的 PD 协商。  

谢谢。此致、

雷蒙德·林

尊敬的 Raymond：

接下来的两天、Chris 就出来了。  虽然我与他密切合作,并可以对此发表意见。  我们的工作原型是通过将各种 EVM 连接在一起创建的。  这是我们首次尝试将我们的工作解决方案整合到单个 PCB 中。  原理图如 attached.e2e.ti.com/.../PCA_2D00_04014_2D00_01_2D00_A-SCHEMATIC-_2D00_-FOR-TI.pdf 所示

我们在这个设计中遇到的问题实际上是双重的。  我认为更大的问题是、我们的降压/升压稳压器为什么不工作。  我们 在此设计的两个单独实例中使用了 TPS552892。  其中之一是可变直流/直流转换器、可提供 USB PD 充电所需的四种不同输出电压。  另一个为5V_PP_CABLE 网络提供固定的5V 输出。  我们尽了最大努力来复制 EVM 原理图、尽可能接近、但是当我们对电源施加10V 的输入电压且电流限制为0.2A 时、部件会很快变烫。  电源达到其电流限制、我们可以听到电路板上的点击。  这是一个非常紧迫的问题、如果有人可以将我们指给该设计中的吸烟枪、我们将会很乐意。  谢谢。

Chris、您好！  

将此主题导向 TPS55288团队以获得更多支持。  

谢谢。此致、

雷蒙德·林

Scott、您好、

我看到有些引脚元件对于两个 TPS552892原理图配置不佳。

我是否可以知道此应用的输入 VBATT 电压范围和两个 TPS552892最大负载电流？ 还请提供布局文件。

我们将在获得上述信息后、立即给出原理图和布局审核注释。 谢谢你。

e2e.ti.com/.../PCB_2D00_04014-10-MIL-DRILL.PcbDoc

已附加 Altium PCB 文档。

VBATT 范围为8V-34V

Scott、您好、

您能否告诉我们两个降压/升压电路的最大负载电流？

对于原理图：

EXTVCC 引脚需要连接至逻辑高电平或保持悬空。 您可以 DNP C8吗？

2、补偿参数设计不好。 COMP 引脚参数需要根据应用 Vin/Vout/Iout 和 Cout 进行设计。 也请告知我们 C9-C10器件型号。 如果环路不稳定、则会出现一些启动问题或意外行为。

有关布局、请遵循以下文件： e2e.ti.com/.../TPS55289-Layout-Guide-line.pdf

有一些布线/多边形需要更新。

我建议您尝试 DNP EXTVCC 引脚电容、首先调整补偿参数。

最大负载电流为3A。

我删除了 C8和 C21 -这使稳压器为我提供了正确的输出电压、但它们的效率极低。  在 USB-C 侧没有连接手机的情况下、输入电压为10V、电源电压为4.5W、电源电压降至9.2V。  我的电源未处于电流限值中。  我可以尝试移除 PD 控制器、以便稳压器输出真正打开、但是当我禁用稳压器并使用外部电源的5V 为其供电时、PD 控制器没有问题。

2. 补偿网络与 TPS552892EVM 上的网络匹配。  EVM 设计和我们设计之间的唯一区别是电感器值、但我不认为3.3uH 与4.7uH 相比会产生如此大的影响、正如我们看到的那样。  也许我错了。  该 EVM 在10V 输入和浮动输出下的功耗为170mW。   C9和 C10为 GRM21BR61H106KE43L。  我还将重新访问补偿网络并重新计算值、但就像我说过的、我在设计 EVM 时复制了 EVM 上的值。

在电路板上禁用 U1和 U4的情况下、我使用 TPS552892EVM 为 VBUS_PP 和5V_PP_CABLE 网提供+5V。  通过 EVM 驱动 PD 控制器的性能非常好。

更新了-我下载了 TPS552892计算器工具。  我将 R11和 R29更改为1k、空闲状态下的功耗降至590mW。  我将电话插入连接的 USB 电缆、它立即开始充电。  我现在有一款可以正常运行的产品。  非常感谢您的帮助！

现在我想优化空闲状态下的功耗。  我是否会不断调整补偿网络以实现这一点？  是否应该将芯片置于 APWM 模式？

Scott、您好、

很高兴知道您发现这是补偿参数问题。

我想您可以使用计算工具对其进行更多的优化、或者您可以告诉我们输入电压范围、输出电压范围、最大输出电流和输出电容器的器件型号、我们可以为您进行计算。

我在这里不推荐 FPWM、因为它会在空载时导致更多的功率损耗。

BRS、

布莱斯

输入电压范围：8V-34V

输出电压范围：取决于应用-对于此应用、它是固定的5V。  对于其他人、它是变量。  5V、9V、15V、20V。  能否为这两种情况提供推荐的补偿网络？

最大输出电流：3A  

输出电容器： GRM21BR61H106KE43L - 10 μ F、 CC0603KRX7R9BB105 - 1 μ F、GRM155R71H104KE14J - 0.1 μ F

Scott、您好、

我认为输出电容太小、无法确保环路稳定性。 在5V 输出中、有效电容约为15uF、在20V 输出中为4uF。 这将导致较大的输出电压纹波和较小的相位裕度。 我建议您使用 三个10uF MLCC 和一个电解电容器(例如220uF)。 这是否可以接受？

即使使用大型 电解电容器、也难以计算合适的补偿参数来满足所有 Vin 范围和四个输出电压。 您能否告诉我为什么输入范围这么大以及 是否可以缩小范围？ 此外、所有4个输出电压是否都是3A 输出电流？ 这对于补偿计算很有帮助。

此外、我们建议在400kHz 应用中使用4.7uF 电感器、以 减少电感器电流纹波。

此致、

穆林

谢谢、米兰。  我将尝试添加这些组件、看看我们是怎么做的。  我们昨天看到过大纹波、因此希望您的建议有所帮助。

输入电压范围较大是由运行此电路的电池引起的。  充满电时为34V、完全放电时为8V。  遗憾的是、我们无法控制这种情况。

3A 用于增加 USB PD 3.0的功率传输、但在此特定应用中、我们可以在固定5V 电压下将其降至1.6A。  我们希望我们的设计具有多种用途、但这个应用的范围有限。  不过、未来的应用可能需要更高的电流。  我们还不确定这一点。

Scott、您好、

如果 在输出侧添加电解电容器(例如220uF)、则在优化补偿参数后、大纹波可以显著改善。 如果您拥有、请提供电容器的器件型号。

BRS、

布莱斯

Scott、您好、

使用220uF  电解电容器(例如 EEHZK1V221UP、ESR=27m Ω)和三个10uF MLCC 和3.3uH 电感、我建议使用以下参数：

R11=25k、C17=6.8nF、C16=47pF。 U2也是如此。

您可以尝试使用此参数来检查器件是否可以正常工作。

此致、

穆林

谢谢、米兰。  我将尝试这些值。  由于机械设计导致的元件高度限制(最大元件高度为0.220"/5.588mm)、因此我找不到足够小的铝电解电容器。  不过、出于测试目的、我添加了一个、并将纹波降至40mV。  然后我将其移除并添加了两个100uF 的钽电容器、因为我知道它们能够满足高度要求。  我手头的钽电容器各具有1.4欧姆的 ESR、纹波为70mV。  这似乎足以让手机协商更高的功耗、这太棒了。

由于该项目的时间限制、我认为有足够的证据来推进设计更新、并开始进行下一个电路板修订。  我的输出电容现在包括2个22uF 0805陶瓷电容器、1个0.1uF 陶瓷电容器、1个1uF 陶瓷电容器、2个100uF 钽电容器。  我在该设计的新版本中最终使用的钽电容器的 ESR 为150m Ω。  在接下来的评论中、我将包括我的新原理图的屏幕截图。

非常感谢您迄今提供的帮助。  你们太棒了！

钽电容器是这样的器件： T495X107M025ATE150

您能否为该电路提供推荐的补偿元件？  我还将浏览计算器、看看我能想出什么。  谢谢！

Scott、您好、

我很高兴我们的建议能提供帮助。 两个并联的 钽电容器产生75m Ω ESR。 因此、 我建议使用以下参数：

R11=20k (或15k)、C17=6.8nF、C16=47pF。 U2也是如此。

这适用于25°C 温度。 您能告诉我您系统的最低工作温度吗？ 在低温条件下、ESR 会大得多、应进一步修改参数。 另外、您是否有任何瞬态 Vout 纹波要求？ 这对于 Cout 和交叉频率选择很重要。

此致、

穆林

尊敬的 Mulin：

我没有瞬态输出电压纹波要求。  从技术上讲、工作温度范围必须在-55C 到+125C (MIL-PRF-38535)之间、但我知道我们使用的一些器件不是针对该范围进行额定值。

另一个问题- 如果我将 MODE 引脚接地、则可以让器件根据负载条件在模式之间切换、对吧？  补偿网络仅对于 FPWM 模式很重要、对吧？  我问的是、因为我将电路板上的 MODE 引脚接地、现在的输出纹波为 ~250mV。

Scott、您好、

TPS552882只能保证在-40°C 至150°C 的温度范围内正常工作。 您能否提供在-40°C 下使用的电容器的 ESR？  

 如数据表的表7-2所示、直接接地模式引脚使器件在轻负载条件下以 FPWM 模式工作。

此外、补偿参数在 FPWM 模式和 PFM 模式下都有效、因为在满载条件下、电感器电流都是在 CCM 模式下。

至于 Vout 纹波、您可以参阅数据表中的图8-6。 我认为250mV 是一个合理的值。

此致、

穆林

尊敬的 Mulin：

遗憾的是、我不知道该问题的答案。  我们将使用的器件是这一个： T495X107M025ATE150

数据表未提供任何 ESR 与温度信息。

我所查看的数据表中没有"表7-2"： www.ti.com/.../tps552892.pdf

我想知道为什么在轻负载条件下将器件置于 PFM 模式时、纹波会高得多。  在 FPWM 模式下、我能够将纹波降至76mV。  现在、我正在努力使电压降至300mV 以下。

我想在这里说明一下我要做什么。  我们需要将此设计的当前版本放入第一篇文章并获得客户批准、因此我需要使用我拥有的东西(我的100uF 电容器是 TLJA107M010R1400)。

我将修改电路板、使用的是  T495X107M025ATE150、它的 ESR 为150m Ω、而不是我手头的1.4 Ω ESR 电容器。  这就是为什么要您计算补偿分量、假设我们正在使用该电容器、即使我们目前还没有。

为了重申我的电容器配置、我在当前版本的电路板上使用以下器件：

下面是我的补偿组件：

这基本上复制了您计算出的使用  T495X107M025ATE150电容器而不是 我当前正在使用的 TLJA107M010R1400的值。  我的纹波大约为300mV。  即使在我将计算器工具调整为使用 TLJA107M010R1400时、在我应用建议的补偿网络组件之后、我的波纹仍然在300mV 左右。  有任何有关如何使用 TLJA107M010R1400降低纹波的提示？

谢谢。