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[参考译文] TPS54316:输出滤波器--奇怪的波形

Guru**** 2507255 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54316

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/1197619/tps54316-output-filter----strange-waveform

器件型号:TPS54316

您好!

我正在考虑使用 TPS54316PWPG4直流/直流转换器。

当我尝试测试器件时、产生了如下波形。  

波形

电路图

使用的器件:
电感器 :RLB0913-100K(10µH)×1
电容器:APXG160ARA101ME61G (导电聚合物铝电解电容器/ 100µF)×2)
0603B104K250CT (多层陶瓷电容器/ 0.1µF)×1


有人知道这种奇怪行为的原因吗?

谢谢!

荒井市

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    您好、Arai:

    感谢您与我们联系、

    请向我提供更多信息、

    1.您的操作条件是什么?

    2、您实际测量的是什么? (请在共享一些波形时进行定义)

    3.请在电路板上定义测量对象的位置。

    4.您是否还可以分享您的布局以供查阅?

    我建议在输入和输出侧使用10uF 陶瓷电容器。

    我们将根据您的输入进一步开展工作。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好 Moheddin:

    感谢您的快速响应。

    我的答案是蓝色的。

    1.您的操作条件是什么?

     →答案:我使用5V 输入和3.3V 输出。 在-30°C 下测试时、波形中看到的现象始终发生、但也在室温下发生。

    2.您实际测量的是什么? (请在共享一些波形时进行定义)

      →答案: 稳压器输出电压。

    3. 请在电路板上定义测量对象的位置。

      →答案:请参考下图。 我已经插入了一个进行测量的箭头。  

        

    4.您是否还可以共享要查看的布局?

      →答:对不起,我目前无法分享该版式。 (正在开发中)

        

    我还有一个问题、如果可以的话。

    问题:

    为何 在输出侧推荐10uF 陶瓷电容器? 我在数据表中找不到任何相关信息、而且我已经在使用极低的 ESR 电解电容器(27mΩ)。  

    谢谢!

    荒井市

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    您好、Arai:

    感谢您提供的信息。

    答案:我使用的是5V 输入和3.3V 输出。 在波形中看到的现象始终发生在-30°C 测试时、但也发生在室温下。

    您的负载电流是什么以及负载类型是什么?

     稳压器输出电压

    对于我来说、这看起来不像调节后的 Vout、基于时间刻度分频以及波形的形状、看起来像是器件持续启动和关断、但每个周期时间周期又不同。

    您能否发送测量设置的图片并确定电路板上的测量点? 并在一个波形中向我提供 SW 节点电压、Vin、Vout 和 SW 电流、以便分析有什么问题。

    在原理图中:

    您是否在 VBIAS 和 GND 之间使用电容器。 (我在原理图中看不到)

    我还看到 SS/ENA 悬空、请根据您的 Vout 使用软启动电容器、如数据表7.3.2中所述。

    为何 建议在输出侧使用10uF 陶瓷电容器? 我在数据表中找不到任何相关信息、而且我已经在使用极低的 ESR 电解电容器(27mΩ)。  [/报价]

    如果电解电容器的 ESR 较小、则无需担心。 但请确保输出滤波器组合。  

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好 Moheddin:

    感谢您的快速响应。

    我用蓝色写了我的回答。

    1.您是否在 VBIAS 和 GND 之间使用电容器。

       我在 Vbias 和 GND 之间使用一个0.1uF 的陶瓷电容器。

    2. 我还看到 SS/ENA 悬空、请根据您的 Vout 使用软启动电容器、如数据表中的7.3.2所述。

       抱歉、我的电路图意外切断了这些电容器。 我将并联使用两个0.47uF 陶瓷电容器、  

    3.您的负载电流是什么以及负载类型是什么?

       波形是在没有连接负载的情况下获取的。 ~、我已经执行了测试、发现同样的不良行为会一直持续到负载电流达到 Δ I 730mA 为止。 任何超过该量的电流都会使器件正常工作。  

    4.以下波形显示了稳压器的 Vin (Ch 2)、Vout (Ch 1)和 SW 节点电压(Ch3)。  

    我将从明天开始度假,直到3月1日(JST)我才会回来。 直到那时,我将无法回复,但我期待着你的回复。  

    谢谢!

    荒井市

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    您好、Arai:

    感谢您提供的信息、

     很抱歉,我的电路图意外地切断了这些电容器。 我将并联使用两个0.47uF 陶瓷电容器、  [/报价]

    您能否向我分享完整的原理图以及您能否尝试将47nF 陶瓷电容器用于 SS/ENA 引脚。  

     波形是在没有附加负载的情况下获取的。 ~、我已经执行了测试、发现同样的不良行为会一直持续到负载电流达到 Δ I 730mA 为止。 任何超过该量的电流都会使器件正常工作。  [/报价]

    您能否向我发送 当器件在高于730mA 负载电流的条件下正常工作时的 VIN、VOUT、SW 波形。

    您正在使用哪种类型的负载? 在您提供的波形中、我没有看到调节输出、器件似乎在持续开启和关闭。 我想查看 SS/ENA 引脚连接。

     此致、

    Moheddin。

    [/quote]
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    你好,Moheddin

    感谢您的快速响应。

    我用蓝色写了我的回答。

    1. 您能否向我分享完整的原理图以及能否为 SS/ENA 引脚使用47nF 陶瓷电容器进行试用?  

       附件是 SS/ENA 中安装的电容器的图像。

       

    2. 您能否向我发送 当器件在高于730mA 负载电流的条件下正常工作时的 VIN、VOUT、SW 波形。

       附加为应用733.5mA 时的图像。

       以下波形显示了稳压器的 Vin (Ch 2)、Vout (Ch 1)和 SW 节点电压(Ch3)。  

       

    谢谢!

    荒井市

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    您好、Arai:

    感谢您提供波形。

    令人惊讶的是、您没有在空载条件下获得稳压输出电压、而且当负载小于730mA 时、但当您的负载大于730mA 时、则不会出现任何问题。

    正如您之前分享的波形、在我看来、在没有切换器件的情况下 Vout 如何增加也很奇怪。

    当器件没有稳压输出电压时、请尝试在空载期间测量 SN/ENA 引脚上的电压、在器件具有稳压输出电压时也要测量该引脚上的电压。

    我还建议尝试通过将  SN/ENA 引脚 悬空来操作器件。

    什么连接到 Vout 轨以及您使用哪种类型的负载?

    我为此器件订购了 EVM、让我在实验中进行测试、看看。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好 Moheddin:

    很抱歉这么晚才回复。

    感谢您的快速响应。

    我用蓝色写了我的回答。

    当器件没有稳定的 Vout 时、请尝试在空载期间测量 SS/ENA 引脚上的电压、同时也处于

      具有稳压输出电压时的输出电压。

      下面列出了每个电压。

      负载 :4.0V

      空载:0.9V

    我 还建议尽量使 SS/ENA 引脚 悬空来操作器件。

      我按照您的建议将 SS/ENA 引脚悬空、从而能够获得正确的波形。

    Vout 导轨连接什么、需要使用什么类型的负载?

      微控制器电路。

    我认为它主要是电阻负载。

    您关于 SS/ENA 引脚的建议似乎可以解决我的问题。 非常感谢您的帮助。

    如果您不介意、您能告诉我为什么这可以解决我的问题吗?

    谢谢你。

    Arai。

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    您好、Arai:

    感谢您提供信息。

    如数据表(页:10)中规定、SS/ENA 有两个功能。

    如果您让 SS/ENA 引脚悬空、它会选择内部软启动时间、而向 SS/ENA 引脚添加电容器对启动有两种影响。 首先、在释放 SS/ENA 引脚和启动输出之间会发生延迟。

    如果我使用您的 SS 电容值(94nF)  通过数据表第10页的公式1和2计算启动延迟和慢启动时间、

    t (delay)= 22.56ms 且 t (ss)= 13ms

    若要观察启动期间实际发生的情况、我建议获取启动波形、包括两种情况下的电感器电流(SS/ENA 引脚悬空、SS/ENA 引脚连接到电容器)。

    如果您没有任何其他问题、请点击"Resolved"以关闭该主题。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好 Moheddin:

    很抱歉这么晚才回复。

    感谢您的快速响应。 我明白、在结束该主题之前、我还有一个最后的问题。

    我已对每种情况进行了测量、如上所述。 在我使用自己的 SS/ENA 电容器的情况下、我观察到以下波形。

     VIN (Ch 1)、SW 节点电压(Ch 2)、Vout (Ch 3)和电感电流(Ch 4)。  

    在我将引脚悬空的~下、我得到了锯齿状的电流波形峰值、大约为88 μ V 100mA。  

    在 SS/ENA 引脚上使用自己的电容器时、可获得大约4A (最大值)的电流。

    问题:您知道大电流的原因吗?  

    正如我之前所说、这将是我在结束该主题之前的最后一个问题。

    感谢您的帮助、期待您的回复。

    Arai。

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    您好、Arai:

    启动模式看起来是这样的、

    请使用对 Vin 的触发参考、上图是  SS/ENA 引脚悬空时 TPS54316的启动波形。

    这张图片是 SS/ENA 引脚连接到47+47nF 电容器时 TPS54316的启动波形。

     除启动和软启动时间的延迟外、我未发现将电容器连接到 SS/ENA 引脚的任何问题。

    请尝试测量您的电路的启动情况。  

    请将布局发送给我以供审核。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好 Moheddin:

    很抱歉这么晚才回复。

    感谢您一如既往的快速响应。

    我观察了这两种情况(不带 SS/ENA 电容器)、并能够根据数据表中写入的公式确认功能。

    如果您能回答最后一个问题、我将不胜感激。

    正如我在上一篇文章中所问的、   您是否知道大电流的原因? (稳压器输出电流、请参阅我之前的帖子)

    我期待您的回复。

    谢谢你。

    Arai。

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    您好、Arai:

    正如我在上一篇文章中所问,   您是否知道大电流的原因? (稳压器输出电流、请参阅我上一篇文章)

    您是指启动期间的电感器电流吗? 如果存在、则启动电流的峰值也取决于负载。 但您共享的波形似乎并不正常。 同样、它也取决于软启动时间。 例如、如果您使用更短的软启动时间在高负载电流下输出高 Vout、则浪涌电流会更大、但启动期间也存在电流限制。

    4A (Max)看起来转换器没有正常工作。 这就是为什么我在之前的回复中问您启动波形的原因。

    我希望你明白。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

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    您好、Arai:

    如果您没有任何其他问题、您可以通过单击  已解决

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

  • 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。

    您好 Moheddin:

    我很抱歉这么晚才回复。

    感谢您一如既往的快速响应。

    我感到抱歉,我们两个人之间可能存在一些误解。

    我不确定您想要看到哪些波形、但在这篇文章中、我提供了以下信息:

    ① μ F SS/ENA 电容器安装、在-30℃ 测得的电流、电压波形显示启动延迟和异常行为。 (波形1)

    ② SS/ENA 电容器未安装、在 -30℃ 获取的电流、电压波形显示启动延迟(波形3) 和正常行为。 (波形2)

    波形1:异常行为、SS/ENA 电容、黄色:输入电压(5V)蓝色:SW 节点电压红色:输出电压(3.3V)绿色:输出电流

    -------------------------------------------------------

    波形2:正常行为、无 SS/ENA 电容、黄色:输入电压(5V)、蓝色:SW 节点电压、红色:输出电压(3.3V)、绿色:输出电流

    波形 3:电路与波形2相同、启动波形。 黄色:输入电压(5V)、红色:输出电压(3.3V)

    重温一下、当我不使用自己的 SS/ENA 电容器时、电路似乎可以工作、这就是一个波形异常、而另一个波形异常的原因。

    此外、当我使用钽电解 输出电容器而不是超低 ESR 铝电容器时、我的电路似乎表现更好。  

    如果您对波形1中的大电流有任何意见、敬请告知。  

     

    再次,我对可能发生的任何误解道歉,我期待着你的回应。

    谢谢你。

    Arai。

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    您好、Arai:

    我不确定您想要看到哪些波形,

    我要求提供启动波形、正如您分享的波形3。

    ①安装了 SS/ENA 电容器的电流、在-30℃ 获取的电压波形显示启动延迟和异常行为。 (波形1)

    请提供您在此处使用的电容器器件型号、并请确认与 SS/ENA 引脚的连接如原理图中所示、与 SS/ENA 的连接是否正确? 仅  SS/ENA 引脚连接到47+47nF 电容器。 您是否 在-30摄氏度或正常室温下 也看到这种行为?

    此外,看来当我使用钽电解 输出电容器而不是超低 ESR 铝电容器时,我的电路似乎表现更好。

    您在谈论输出电容器吗? 您能否分享这两种电容器的器件型号? 你说的更好是什么意思? 转换器通过使用钽电解电容器是否工作正常?

    请告诉我您是否对波形1中的大电流有任何想法。  [/报价]

    如果我观察波形1、转换器工作异常、首先需要弄清楚为什么会发生这种情况。

    在我之前的答复中、我已经给出了高浪涌电流的一般原因。 但4A 启动电流看起来不正常。

    启动电流的峰值也取决于负载。 但您共享的波形似乎并不正常。 同样、它也取决于软启动时间。 例如、如果您使用较少的软启动时间在高负载电流下输出高 Vout、则浪涌电流会更大、但电流限制也会限制启动期间的电流。

    谢谢!

    此致、

    Moheddin。

    [/quote]
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    您好 Moheddin:

    感谢您 一如既往的帮助。

    感谢您的全力帮助、我能够更好地了解此类电压调节 IC 的工作原理并解决了我的问题。

    接下来、我将继续、关闭该线程。

    感谢您的全力帮助。

    Arai。