[参考译文] TPS2121：当负载持续消耗20W 电源功率时、TPS2121无法将 IN1/19V 切换到 Vout

Patrick、您好！

目前、IN1的输入电容 大约为 44uF (22uF x 2)。如果 VOUT 的负载没有消耗任何功率、 TPS2121能够在 IN1和 IN2之间无缝地将电源切换到 VOUT、但当 在 VOUT 上增加一个额外的20W 负载时、TPS2121不再能够将 IN1切换到 VOUT。  

无论我们是尝试在 VIN1上添加额外的470uF 电容  、还是使用 XCOMP 模式(PRI = 2.2V、CP2 = 1.2V)、故障症状仍然存在。

图1. 在 VIN1、PR1和 CP2上添加了470uF、禁用了 PR1和 CP2

图2.  在 VIN1、 XCOMP 模式 PR1=2.2V CP2=1.2V 上添加了470uF

吉米·C

尊敬的 Jimmy：

感谢您尝试这些建议。  或者、就好像热关断或 ILIM 会被重复触发、因为输出下降/开始/下降/等。 您手头是否有电流探头？

您是否可以用以下示波器截图：PR1、CP2、VOUT、IOUT、水平时标为400us/div (或任何以可见的下降方式捕获整个 VOUT 压降的时间刻度)？

谢谢。

帕特里克

Patrick、您好！

首先、我们将 RLIM 更改为18.2K、将电流限制跳闸点扩展到5.36A、以避免触发 故障事件。

通道1：输出电压、5V/div

通道2：PR1、1V/div

通道3：CP2、1V/div

通道4：输出电流、1A/100mV

波形 A：10ms/div 时间刻度

拔出 IN1后 在 PR1/CH2上有一个奇怪的现象。 为什么 PR1的直流电平高于原始的直流电平？

波形 B：时间刻度20us/div

波形 C：时间刻度40ms/div

根据我们的监测、随机输出电流将超过5A、

BTW、 如何通过波形识别 OTP 和 OCP 之间触发的保护？

吉米·C

尊敬的 Jimmy：

看起来相对 OTP 功能(见下文)已跳闸。

可能很难区分 OTP 和 OCP 触发-主要的方法是查看 OTP/IOUT VOUT 波形。 根据 数据表的第9.3.3/4节 和您发送的波形 C、看起来像是第一次触发 OTP (因为重新启动前的延迟为40ms、Tcool + 25ms)、然后 OCP 触发一位(重新启动时间~25ms)、那么器件主要是再次触发 OTP。

我认为这是由非常高的 COUT 导致的。 当器件切换到 IN1或以 IN1启动时、有很大的持续电流为输出电容充电-这可能看起来像是对器件短路。 尤其是从 VOUT = 0V 开始时、这会非常迅速地使温度升高。

这时、我建议的几个选项是：

减小 COUT

增加 Css (从1uF 开始、如果不起作用、则尝试5uF 并探测电流)

由于该高持续充电电流是具有高 COUT 的固有产物、因此可以采用一些应用的创造性来解决该问题、因为这不一定是器件限制。 让我知道您是否可以减小 COUT、如果增加 CSS 可以解决或改善问题、然后我们将从这里开始。

目前、我不确定拔下 IN1后为什么 PR1电压仍然存在。 PR1上的电阻分压器值是多少、它是否有任何电容连接到引脚？

谢谢。

帕特里克

Patrick、您好！

1.更新 PR1分压器电路作为参考。 R1= 39K、R2=5.1K、PR1上无并联电容

当插入 IN1/19V 且 TPS2121尝试切换回 IN1时、PR1具有两个直流电势斜坡行为、但切换失败。

波形 A：TPS2121切换至 IN1时 PR1直流电平上升

2.由于连接到 TPS2121 VOUT 的外部模块是客户指定的，因此我们无法减小 COUT 电容。 因此、 我们尝试增加 Css 的电容来干扰软启动时间、并观察它是否起作用。

遗憾的是、测试结果仍然失败。

波形 B：Css = 1uF、时间刻度= 100mS

波形 C：Css=1uF、时间刻度=200ms

波形 D：CSS=4.7uF、时间刻度=200ms

波形 E：CSS=4.7uF、时间刻度=400ms

吉米·C

尊敬的 Jimmy：

很抱歉，我的答复出现了延误。 感谢您提供详细的答复、我正在努力解决您的问题。 我将在明天(美国中部时间)用我的进度更新此主题帖。

谢谢。

帕特里克

Patrick、您好！

期待您的回复、 是否有关于此问题的任何更新？

吉米·C

尊敬的 Jimmy：

抱歉、耽误了时间、感谢您发送详细的波形。

我有两个建议：

添加一个 在启动时具有受控压摆率的负载开关(我们唯一一个可以支持20+V 电压的负载开关是 LM73100)、 并且在您需要 TPS2121切换回 IN1之前启用它、以便 TPS2121输出以较慢的速率上升、从而在为输出电容器充电时散热少得多。 如果其他路线仍然无法使用，我认为这可能是唯一的选择。

2. 您是否可以在插入 VIN1 (VIN1从0V 变为19V)时看到这种情况？或者 VIN1最初是在上升至19V 之前处于中间值？ 如果它从中间值开始、您能否尝试确定当 VIN1从0V 开始并变为19V 时器件是否成功执行这种情况？ 这应确保根据数据表中的下图触发软启动。

如果这已经是当 VIN1从0V 变为19V 时、正如您在之前的回复中所示、那么看看增加 CSS 是否会有更多帮助-我注意到、器件使用4.7uF CSS 电容器达到热关断需要更长的时间、而不是1uF 电容器。 此外、查看恢复到慢速切换(PR1 = CP2 = 0V)是否对此完全有帮助。 如果 CSS 需要非常大才能从该角度正常工作、并且慢速或快速切换都无法实现正确的功能、那么使用负载开关(或切换后缓慢斜升 VIN1的任何其他方式)可能是唯一的选择。

谢谢。

帕特里克