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[参考译文] TPS61022:输出电压降至输入电压以下

Guru**** 1794070 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61022
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/1258565/tps61022-output-voltage-drops-below-input-voltage

器件型号:TPS61022

我目前正在使用 TPS61022升压转换器、其装置由2节 AA 电池组成。 我使用的输入电压为3V、这些电池能够提供最大的3000mA 十六进制电压

不过、我会遇到压降问题。 当未连接负载时、电源管理输出5.5V。 但是、一旦连接负载、问题就会出现、导致电压降至输入电压以下。

作为参考、我正在使用的负载的额定值为5.5V/ 700mA。

非常感谢您为应对压降挑战而必须提供的任何见解或建议。 您的专业知识对于解决此问题非常宝贵。

提前感谢您的帮助。

我的施

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    测试用例  

    输入电压:2.9V/3A

    蓝色迹线是输出、红色迹线是输入。

    在上述测试用例中、器件输出75mA。  

    谢谢  

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    我又建造了3个单元,看到一个奇怪的问题。 施加负载后、电压下降、芯片开始变得很热。 浏览 TI 论坛时、我发现很多人都遇到了此 IC 的欠流/电压性能问题。

    我的布局  

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    尊敬的 Gama:

    负载电流似乎非常不稳定、并且平均电流无法显示该器件的真实工作条件。 所以我想知道  品牌 型号 以便我可以找到他们的数据表。 此外、由于在不稳定条件下您读取的平均电流是毫无意义的、我需要知道 波形 输出电流和电感器电流的乘积。

    此外、   当 电压降至输入电压以下时、该器件将遭受更大的损耗。 因此加热是正常的。 器件将关闭、以在过热时保护自身。 因此不必担心、器件会吸收热量。

    PS:我们建议 遵循 TPS61022数据表中的布局示例、糟糕的布局可能会导致其他一些问题。

    此致、

    特拉维斯

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    1.电池为 L91

    2.负载为7 Ω 5W 电阻  

    到目前为止、布局没有遵循数据表的指导原则。  

    一旦芯片变热、 我们便移除了负载。 并删除了 VIN、以及

    现在、只要我们在没有任何负载的情况下施加 Vin、芯片仍然会变热、不会输出任何电压。

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    尊敬的 Gama:

    感谢您的信息。 我将于下周一在工作台上进行一些测试、并向您提供进一步的建议。

    此致、

    特拉维斯

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    尊敬的 Gama:

    我再次没有满足你的问题。 请问您在哪里得到了您的芯片?

    另外、关于过热的芯片、可以尝试测量 从 Vin  到 GND、从 Vout 到 GND 以及从 Vin 到 Vout 的电阻、这样就可以看到短路发生的地方。 取出芯片并再次测量这三个电阻、看看芯片上还是电路板上是否存在短路或杂散。

    此致、

    特拉维斯

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    这批产品是从 DigiKey 购买的。

    VIN - GND - 0.0ohm

    VOUT ---- GND ---- 0.7M 欧姆

    14毫安。 IC 的情况下运行。

    你没有对文稿或布局做任何评论,所以我假设你没有看到任何问题。

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    尊敬的 Gama:

    似乎是您的 PCB 遭受了 该 损坏。 糟糕的布局可能是导致这种情况的原因。 我  以前不知道是不是布局问题导致了您的问题。 但现在看起来 是这样(IC 问题不太可能损坏 PCB)。

    布局指导为经验丰富的布局工程师提供了一些技巧、可能未涵盖您需要了解的所有内容。 由于布局问题太多、 我建议 复制布局示例或获取 EVM。

    此致、

    特拉维斯

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    您能详细说明一下布局的太多问题吗?

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    尊敬的 Gama:

    恐怕您的电源返回路径完全一团糟。  尽管 GND 平面使用两层、但电流仍需要绕较长的路才能返回芯片。  在输出端口上创建环路天线。

    这些是电源路径、很显然、这些线对于8A 芯片来说不够宽。 Cout 应放置在 Vout 引脚附近的提示是为了降低输出电流上的阻抗(di/dt 较大)。 如果您的电线不够宽、这将毫无意义。

    此外、SW 引脚 具有高电平(di/dt)、可产生 共模导电 EMI。 任何信号线都应远离 SW 网络。

    在所有升压器件中、TPS61022 对布局格外敏感。 请复制该示例或 申请 EVM。

    此致、

    特拉维斯

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    我已装好新电路板

    我相信大家都明白、大电路中电源始终是其中的一部分、而且大多数电路都有接地平面。 VOUT 也将为板上的几个部件加电。 所以我不明白在第一个电容中取 Vout 背后的原因。 在实际应用中、负载将远离 Vout。

    即使采用了新的布局、似乎也没有任何改进。  

    还有其他建议吗?

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    尊敬的 Gama:

    将输出电容器放置在尽可能靠近 VOUT 和 GND 引脚的位置可减少该非连续电流环路的寄生交流电感、然后为了降低 SW 电压尖峰、您可以参阅此应用手册以了解有关布局的更多详细信息。

    https://www.ti.com/lit/an/slvaes4/slvaes4.pdf?ts = 1692772366311&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPS61022

    再次回到系统问题、

    首先、如果您要设置 Vout = 5.5V、则 R32应为817k 而不是866k。 当 R32=866k 时、为5.8V (Vout=TPS61022/R30*(R30+R32))、5.8V 超出 Vref 的建议电压范围。

    然后、您是否测量了负载的负载电流? 我 想 当系统稳定时、750mA 可能只是平均值、但负载可能具有较大的启动/瞬态浪涌电流、这可能会超过 TPS61022的电流限制或电池的最大输出电流?

    谢谢。此致、

    内森

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    尊敬的 Nathan:

    我认为我已将电容尽可能靠近、如果再靠近、会给制造部门带来问题。

    试验的 电阻负载。  因此不存在启动浪涌电流。

    输入电源没有问题。 我们使用2节 AA 电池、它可以通过3000mA 十六进制输出

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    尊敬的 Gama:

    好的、所以它可以很好地与直流电源一起工作、但只有在使用 AA 电池时才有问题。 根据您提供的 Vin/Vout 波形、 当 Vout 开始上升时、输入电压似乎会快速下降...

    因此、您的电池和我们的 IC 输入之间是否有很长的导线? 长导线会在输入端引入大电阻、然后在输入端导致大幅压降。

    或者您正在使用的电池是新电池还是旧电池、这些电池已长时间未使用或放电? 也许您 可以 检查电池的运行状况... 不健康的电池也具有较大的内电阻。

    此致、

    内森

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    好了,所以它可以很好地使用直流电源,但只有在使用 AA 电池时才有问题。 根据您提供的 Vin/Vout 波形、 当 Vout 开始上升时、输入电压似乎会快速下降...

    否、它不能与直流电源和 AA 电池一起工作。 电源可以提供5安的电流。  

    电池与电池座相连。  

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    尊敬的 Gama:

    关于 5.8V 输出电压超出 TPS61022建议电压范围的问题、您是否已更改电阻器?

    Br、

    特拉维斯

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    我们使用810K。

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    尊敬的 Gama:

    很抱歉、我之前没有仔细检查您的原理图。 您的电路板上是否有输入电容器? 关于输出电容器、通常 对于大于40 μF 应用的大输出电容、TI 建议使用前馈电容器将零点频率(fFFZ)设置为2kHz。 但是、330uF 过大、可能会影响环路稳定性。 我们不建议  在输出端应用如此大的电容。

    此致、

    特拉维斯

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    尊敬的 Gama:

      这次我在工作台上复制了你们的现象。 缺少输入电容器将导致输入电流的峰值增大。 而 330uF 的大输出电容将影响控制环路的稳定性,这将使不稳定的电流超过 预设的输入限值3A ,从而导致 Vin 的压降。

    请查看数据表14-16页、了解详情并 为您的器件选择推荐的器件。

    此致、

    特拉维斯

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    我在输入轨上设置了10 uF 和0.1 uF 的电容、并将输出电容减小到47 uF。 仍然无法提供夜间电流。

    我再制造几个单元、但都有相同的问题。

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    大家好、Gama

    波形是否发生了变化?

    我需要知道您将 Cin 放在何处、因为 Cin 的布局也很重要。

    此外、MLCC 具有直流偏置效应、这意味着在施加直流电压时其电容会降低。 请进入制造商的网页并检查 Cin 和 Cout 的有效容量。

    以此 Murata GRM188R61A226ME15为例、其电压在5V 电压下的电容将减小74.7%、这意味着该22uF 电容器在5V 电压下仅具有5.5uF 的有效电容。

    此致、

    特拉维斯

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    您可以在最后付款图片中找到 CIN 位置。

    这是波形  

    带70mA 负载  

    无负载  

    另外、正如我之前提到的、在使用几分钟后 、IC 开始变得非常热、从那时起、它永远不会工作、只要通电、它就会变得很热。  

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    尊敬的 Gama:

    如果使用导线连接输入源和电路板、则需要钽或铝电解电容器。 否则、会在输入电压上产生振铃。

    有关详细选择、请查看数据表第16页。

    此致、

    特拉维斯

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    尊敬的 Gama:

    振铃波形已连接。

    此外、您还需要在该板上留出更多间隙。 斩波器彼此离得太近。 间隙超过8mil 就会更好。

    此致、

    特拉维斯

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    我们只是处于循环中、没有任何真正的改进。

    余隙远远大于8ML。

    电源输入来自安装在同一电路板上的电池组。

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    尊敬的 Gama:

    由于此主题太长而无法阅读、因此最好通过电子邮件进一步讨论此主题。 我将关闭该主题。

    我会根据您注册 e2e 时留下的电子邮件地址给您发送一封电子邮件。 请检查您的邮箱、并告知我您是否更新该电子邮件地址。

    谢谢。此致、

    内森