[参考译文] TPS61253A：充电期间卡在直通模式

尊敬的 Jeffrey：

感谢您使用 E2E。

这听起来很奇怪。 这种行为能否稳定地重现？ 还是偶尔出现？

如果可能、您能否分享包括充电在内的示意图？

我可以知道 TPS61253A 的输出电流、尤其是充电开始和停止时的电流吗？

您能否分享一些波形、例如 TPS61253A 的 VIN、VOUT、SW 节点电压？

此致、

内森

尊敬的 Nathan：

感谢您的答复。  我会尽我所能回答您的问题。  这是一个偶然的问题,我不能在命令重现,虽然这是一个经常性的问题。  我估计它  在充电器上运行8小时后平均会发生。  这是 TPS61253A 的原理图：

对于我们的充电器：

输出电流是可变的。 它为一对保持温度设定点的电阻加热器供电。  打开和关闭这些周期。  最大电流约为0.7A、最小值为零或接近零。  加热器占空比大约为30%。

我已经尽我所能处理了我们古老的示波器上的波形。  由于这是 偶尔出现的问题、这些问题是由符合规范的系统导致的、因此可能无法揭示很多。  我将让它保持运行并充电、然后看看我是否可以捕获这些波形。

软件：

输入电压：

输出电压：

再次感谢您的帮助和建议或指导,您可以提供将非常感谢,我们显然有点被绊跌。

最佳

杰夫

尊敬的 Nathan：

在我发布上述内容后不久、针对 TPS61253A 的同一管理器、电路板发生了更新失败。  I 捕获了故障状态下的波形：

软件：

输入电压：

输出电压：

谢谢：

杰夫

Jeff、您好！

Unknown 说：

我估计在  一个充电器上运行8小时后平均会发生这种情况

您是说对于每个电路板、它会在运行约8小时后发生吗？ 我希望确保这种行为 是否会因芯片而异、是否发生在每个电路板上。

而且、我无法从波形中获得清晰的信息、例如、VOUT VIN 电压是多少？ 从波形可以看出、只有一条线标、而不是零标度、所以我现在不知道什么是电压。

如果您可以在器件开始出现异常行为时捕获波形、将会很有帮助。 可能不容易、但如果可以、会有帮助。

谢谢。

此致、

内森  

尊敬的 Nathan：

再次感谢您的帮助。  我会尽我所能解决您的问题、如果我错过了任何东西、请告诉我。

8小时只是一个简单的平均值。  答案更长的是、我们测试了6个电路板、所有电路板都在多个偶发事件中表现出这种行为。  有时、芯片会仅在1小时内保持适当的5V 输出、有时甚至会持续12小时以上。  通常、在充电器上运行大约4-8小时后、这些参数就会超出规格要求。  我们没有看到任何电路板的 TPS61253A 超出规格、如果它们完全依靠电池运行。 我们以5V 的电压为系统充电、该输入会来自上述原理图中的 V_Charger 电源轨。  请告诉我、如果这一点很清楚、或者您认为其他详细信息可能会有所帮助、

抱歉波形没有更清晰、我使用了交流耦合放大更改。  当该系统处于规格 Vin 为4.2V Vout 为5V 时、我可以始终告诉您。  当超出规格时、Vin 仍在4.2V 左右、而 Vout 与之密切相关、仅在4.2V 以下。   我不确定如何捕捉转换、我怀疑它每4-8小时发生一次几毫秒、您有什么建议吗？  我愿意理性地购买新设备。

如果您有任何想法或有任何其他问题、请告诉我。

此致！

杰夫

尊敬的 Jeff：

感谢您的讲解。

听起来每个部件都有这个问题。

对于波形、我认为您可以将触发条件设置为 VOUT 下降、触发电压大约为~4.3V、触发类型设置为正常或单。 然后、当 TPS61253A 的 VOUT 从5V 下降到4.2V 时、 波形此时应该停止。

还请附加 5V_EN 信号波形、如果可能、TPS61253A 的输出电流波形或电感器电流波形也将有助于分析。

 是否尝试使用不同的模式状态？ 我发现您的连接模式使用5V_EN、该如何将其与 GND 连接或将其保持悬空？ 我不确定它是否与问题有关,只是想找到一些东西。

此致、

内森

尊敬的 Nathan：

感谢您的建议。  我将着手获取这些波形、由于这些波形都在外形尺寸板上、可能需要花费一点时间、因此没有太多空间用于探针连接等。  相关地、我不确定我现在是否可以更改模式状态。 我们已将其硬接线至5V_EN 线路、我相信如果我将该线路接地或悬空、TPS61253A 将会关闭。  也许可以修改现有的板以了解有关分离这些行的信息。

同时、您对可能发生的事情是否有任何理论？   我不确定是否曾提到、但这是我们在原型设计后第三次运行此设计。  以前的运行不 存在此问题。  我们有些棘手的问题、因为虽然可能有一些工作要做、但我们希望本周开始向客户交付这些开发板。

再次感谢您的帮助、

杰夫

尊敬的 Jeff：

不幸的是,我现在还没有清楚的原因,但可以给出一些想法。

对于直通模式、通常当 VOUT 低于目标 VOUT (TPS61253A 为5V)时、它会退出直通模式并进入升压模式。

在另外两种可能的情况下、器件会卡在类似直通模式下。

1.如果 VOUT 通过非常大的负载电流 (甚至高于电流限制)之类的东西进行软短路、或者在 VOUT 节点上通过小电阻进行短路。 它可能卡在高侧 FET 开启状态、与直通模式类似。 在您移除软短路之前、器件不会退出此条件。

2.如果该器件由于输出短路、过载、UVLO 或 EN 上可能存在一些噪声而进入直流启动模式，高侧 FET 也将开启，也类似于直通模式。

如何在 EN 处添加一些 RC 噪声滤波器？  或者在 EN 至接地端放置一个小型电容器、如10nF、100nF？  

我不确定在以5V 电压开始充电时是否存在拔插之类的东西、可能是热插拔引起了一些噪声。

 EN 上是否有任何下拉/上拉电阻器？  不建议使用>1M 欧姆的电阻、因为这会向 EN 引脚引入噪声。

此致、

内森

尊敬的 Nathan：

感谢你们的这些理论。  看起来确实有一些可能性。  我一直在努力进行他们的故障排除、同时尝试根据您的建议使用触发器关闭 Vout 来捕获一些波形、现在已经取得了一些成功。 再次感谢您的建议。  尽管该误差是零星的、但我只捕获了几个误差：

这是错误/触发前触发的 SW 线路通道2和通道1上的 Vout：

以及在误差之后、我认为该误差显示了较低的电压。

以下是 Vin 下降时与 Vout 的对比：

我对 EN 线路没有太多的访问权限进行测试。  我能够通过微控制器将其从无上拉电阻切换到有上拉电阻、但这似乎没有太大影响。

请告诉我这是否会引起任何火花、与此同时、我将继续研究其他一些可能性。

再次感谢您、

杰夫

尊敬的 Jeff：

从图3可以看出、VIN 处有一个浪涌、VIN 上升到大约~5V。 我想现在是启动对5V 充电的时候、VIN 处会有一些浪涌电流。

而且、图3中 VIN 和 VOUT 之间的压降大约为~400mV (需要仔细检查)、比我想象的要大。 在直通模式下、压降是由电感器电阻(DCR)和高侧 FET 电阻导致的。

此外、我可以知道您的电感器 DCR 吗？

例如、如果 DCR 为40m Ω、 高侧 FET 电阻为60 Ω、400mV 压降意味着存在4A 负载电流。  

当充电的5V 开始时、TPS61253A 的负载电流是否会变得如此大？ 如果是这样的话、它可能会由于下面的情况而卡在直通模式中。

Unknown 说：

1. 如果 VOUT 软短路、比如大负载电流 (甚至高于电流限制)、或者 VOUT 节点处有小电阻短接。 它可能卡在高侧 FET 开启状态、与直通模式类似。 在您删除软短路之前，设备不会退出此条件。

接下来、您能否澄清下图中的问题？

此致、

内森

尊敬的 Nathan：

再次感谢您的观看、并了解我能够捕获的波形。 我想我的黑白内窥镜使它更困难一点,但你基本上有相同的解释我做,但有几个修正。  我突出显示了通道1和通道2。  右侧框中的值指的是参考光标、即虚线。  我已经将通道2的电压设置为4.2V、因为我认为这是相关的、但这使得失调电压不同–通道1垂直标度比通道2标度高300mV。  因此 Vout (Ch1)和 Vin (Ch2)更接近。 我使 Vout 和 Vin 恰好在4.2V 以下时接近相同的值：

您在图中的问题。  我当时没有测量 SW 电压、但从捕捉类似故障的先前图中、我使 SW 电压也略低于4.2V。  我没有独立测量负载电流的方法、但 Vout 提供了一对等效 R 约为7 Ω 的电阻器、因此除非出现临时短路、否则负载电流应为700mA (最大值)。  流至电阻器的电流由 FET 控制、FET 会开启和关闭以保持温度。

需要说明的另一点是、图3中明显的尖峰与所连接的充电器并不对应。  充电器已连接至少几分钟至一小时、这是运行期间通过触发器进行的捕获。

电感器的 DCR 为26m Ω。  这是 PN：Vishay Dale 的 IHLP1212AERR82M11非常有用。

我认为您理解了有关 Vout 短路的理论、TPS61253A 看起来像是直通模式、但已固定。  我会看看我是否能找到一个短路、但到目前为止我还没有看到其他证据。 (电路板不会发热、我没有注意到大电流消耗。  此外，这种情况仅在连接到充电器时发生，因此短路必须与连接的充电器有关？)

您对寻找这种可能的软短语或任何其他想法有什么建议吗？ 我想重申一下、该失败是为了仔细检查一下、但到目前为止、这种情况还没有发生。

再次感谢您、
杰夫

尊敬的 Jeff：

如果 VIN VOUT SW 约为~4.2V、则 VOUT 短路或大负载电流似乎不是可能的原因。

我将在工作台中进行一些测试、以查看它是否可在我们的实验室中重新出现。

顺便说一下、您是否知道为什么 VIN 有时突然增加到高达5V？ 您是否意味着此时没有任何操作、但 VIN 增加了？

VIN 增大似乎是导致问题的原因。 添加更大的 TPS61253A 输入电容器会怎么样？  

Unknown 说：

充电器已连接至少几分钟至一小时，这是运行期间通过触发器捕获的数据。

此致、

内森

尊敬的 Jeff：

在与设计团队讨论后、看起来好像是因为输入电压的增加和降低速度太快、某些内部比较器无法正常工作。

因此、您可能需要弄清输入电压突然变化的原因并尝试消除它。 或者、我们建议添加更大的输入电容、以使输入电压的压摆率可能更慢。

此致、

内森

尊敬的 Jeff：

关于 BQ25896、可能会有浪涌电流流入 V_SYS、 V_charge 突然变化(BQ25896的输入)、或者充电器此时存在一些模式转换。

V_SYS 突变可能 不是由充电器引起的、而是导致其他一些连接到 V_SYS 的器件引起的。

即使有一个反向电流从 V_SYS 节点流入电池、这样电池电压增加、随后 V_SYS 增加。 不确定具体原因。

关于输入电容器、很难在这里给出一个边界、100uF 当然是可以的。 您可以添加一个并进行测试以进行验证。

此外、由于该线程太长而无法读取、我将关闭它。 如果您有任何疑问、可以发布新主题、我会进一步为您提供支持。

此致、

内森