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[参考译文] TPS552892:效率不符合规格(5Vin/5Vout)

Guru**** 2393725 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS552892

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/1336695/tps552892-efficiency-does-not-meet-specifications-5vin-5vout

器件型号:TPS552892

我在测试我的设计板以查看 TPS552892时发现的情况。

效率不符合规格定义。

测试 data1 _(PFM_5Vin/ 5Vout):

 

测试 data2 -(FPWM_(5Vin/5Vout)):

 

但当我把输入电压改为20V 时(保持输出电压: 5V)

测量数据接近于规格信息。

测试 data2 -(FPWM_(20Vin/5Vout)):

 

据我所知、558892的保修周期可以是100%、

为什么5VIN/5Vout 的效率如此之差?

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    尊敬的 Eugene:

    感谢您与我们联系。 请问您是如何测试效率的? 您测试的输入电压和输出电压是否与芯片接近?  至于您的测试结果、我认为这可能是由错误的测量方法引起的。 当 Vin=5V 时、输入电流较大、电源和芯片之间会有压降、因为导线中有电阻。 您可以看到、输入电流越大、压降越大、 Vin 测试结果就越小。

    您可以尝试测试输入/输出陶瓷电容器两端的电压。 确保输入电压接近芯片为5V、这意味着当负载增加时、您应该稍微增大电源电压来补偿 线电阻导致的压降。

    我们来看看采用这种测试方法时的效率结果。

    此致、

    穆林

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    你好,Mulin

    感谢您的回答。

    关于电压、我直接使用 VOM 表确认了值、在靠近 IC 的电路板末端进行测量。

    并通过电源和负载(单独的 TPS5528922电源模块电路)进行测试

    温馨提示后、我再次确认能确保电路板上的电压达到5V。

    但是、结果仍然无法满足规格要求。

    此外,我还执行波形测量(Vout/SW1/SW2/Li )
    当负载超过2A 时、波形会出现异常、但我不知道原因。

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    尊敬的 Eugene:

    系统似乎不稳定。 您能帮助检查 Vin 波形吗?  电源是否达到电流限制?

    此外、请提供原理图和布局文件、以便我检查设计是否合理。 请提供输出电容器(陶瓷和电解电容器)和电感器的器件型号或数据表。 输入电压、输出电压和输出电流范围是多少?

    此致、

    穆林

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    你好,Mulin

    您能帮助提供邮件地址吗?

    我会将数据发送 给您。

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    尊敬的 Eugene:

    我的邮件地址是: mulin-yuan@ti.com。  

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Eugene:

    波形显示当 Vin=Vout=5V 时系统不稳定。 根据我的计算、电流补偿参数导致相位裕度<0。 请将 R16612更改为500欧姆、以查看该系统是否稳定。

    目前、输出侧仅使用陶瓷电容器。 我想知道您为什么不添加电解电容器? 这将导致: 1. 在瞬态条件下具有相对较大的下冲和过冲。 对 下冲和过冲电压有任何要求。 2、补偿计算困难。 请告诉我您的意见。

    另外、只需检查原理图中的 R16613是30.1ohm、应该是31.5k。  

    我将等待您的更新。

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:

    我们将100uF 铝电容器放置在靠近器件端的位置、尽管它们未在原理图中显示。 我们怀疑、如果将电容器放置在靠近器件侧的位置、由器件产生的短脉冲负载会得到缓解。 但是、在功效测试期间、我们移除了短焊盘。 因此、在功率效率测试中、不存在电解电容器。

    我们将在更换 R16612和 R16613后检查结果、并在稍后向您报告。

    谢谢你。

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    尊敬的 Eugene:

    感谢您的反馈。  我建议  R16612 = 500欧姆、因为它没有 铝电容器。 完成效率测试后、请再次修改补偿参数。  

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:

    感谢您的反馈。

    测试后、当我更换 R16612和 R16613时、效率显著提高。

    由于手头的电阻器值没有完全匹配的电阻器值、因此我修改的参数如下:

    R16612 = 499 Ω/R16613 = 30.9K

    但是、仍有一些值​​会偏离规格。(0.8A、2A 和4A)

    我特别注意以下波形输出情况、

    负载= 0.8A

    负载= 2A

    负载= 4A

    对于这些偏差状态、我们可以采取哪些措施来改进?

    此外、您是否遇到过布局方面的任何问题?

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    您好,Eugene,

    您能否提供  规格波形:1.2A、2.4A 和3.6A? 我想看看正常情况和异常情况的比较。

    您能否提供100uF 铝电容器的器件型号或数据表? 如果系统静止不动、也许我们可以尝试添加 100uF 铝电容器并在下一步修改补偿参数。 首先给我展示上述波形。

    我将在今天晚些时候给您提供布局反馈。

    此致、

    穆林

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    您好,Eugene,

    请查看我关于布局的反馈。

    1.器件的 GND 引脚似乎没有连接到 GND 面板。 请检查原始文件。
    2.添加一个接地面板作为蓝线标记。 请勿在焊盘中添加通孔。 将过孔放入面板中。
    3.将 Vin 和 Vout 0.1uF 电容器放置在尽可能靠近器件的位置、如绿色矩形所示。 还应在面板上放置过孔、而不是焊盘上。


    4. SW2 RC 缓冲器未连接。 请检查该文件中是否刚刚删除。


    5.不要在信号元件焊盘上设置过孔。 这会导致寄生效应问题和焊接可靠性问题。


    6.关于 PGND 和 AGND 连接:


    7.关于热性能:


    8.R16606的器件型号是什么? 我对封装很好奇。

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:

    按如下所示更新测试波形。

    我将通过邮件向您提供电容器的数据。

    1.2A

    2.4A

    3.6A

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    尊敬的 Eugene:

    我认为现在系统不稳定、效率不符合 技术规范定义。 从上面的 波形来看、只有2.4A 测试条件是稳定的。 我们可以 优化补偿参数或更改输出电容器以 获得改进。

    1.只需再次检查器件的 GND 引脚是否连接良好、如布局检查所示。

    2.仅组装 C16611-C16616 (无电解电容)、降低 R16612值(从500降至100)、并检查 系统是否 按如下所示稳定。 您还可以稍微提高 C16621的值(从10nF 到15nF)。 计算结果仅供参考。 我们需要通过实验调整补偿参数。

    如果调整 补偿参数没有任何帮助、则添加两个100uF 电容器(首先尝试500欧姆+ 10nF 补偿参数)。 电容器的 ESR 较大(1.7 Ω)、这将降低效率并使得难以补偿。 您是否可以考虑改为 ESR<60m Ω 的电解电容器?

    期待您的反馈。

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:

    测试后、测得的波形稳定、当我返工以添加输入/输出的电解电容时!

    测试状态如下。

    R16612= 499,R16613 = 30.9K,100uf 输入添加电容,100uf*2输出添加电容

    我们可以获得更高的效率、并且接近规格定义。



    此外、我尝试更换电阻器和电容器(R16612和 C16621)、并保持如上所述的输入/输出电容器。

    但是,效率变化不大。

    为您提供的最新信息、
    祝你一切

    顺利。
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    尊敬的 Eugene:

    很高兴听说效率现在很稳定。 我们已经找到了效率低下的原因:

    1.环路不稳定。 只有 电解电容 可以解决这个问题。

    2.虽然效率稳定,但仍然低于规格。 恐怕是使用具有如此大 ESR 的电容器、效率显然会低于我们的 EVM。 此外、您还可以比较电感器的 DCR。  

    因此、请确保环路稳定、并使用较小的 ESR 电容器和低 DCR 电感器。  

    此致、

    穆林

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    尊敬的 Mulin:

    对于#2,我们将确认 EVB 与我们的 ESR 和 DCR 之间的差异。

    谢谢。