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[参考译文] TPS62874-Q1:Webench 设计和分析

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS62870-Q1, TPS62870, TPS62869, TPS62874-Q1
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/1369884/tps62874-q1-webench-design-and-analysis

器件型号:TPS62874-Q1
主题中讨论的其他器件:TPS62870TPS62869、TPS62870-Q1、

工具与软件:

在 ASIC 验证测试板的设计阶段、并考虑将 TPS62874用于内核电压稳压器。 应用为3.3V VIN、0.5-0.55 VOUT @ 2-3A。 最大效率很重要。 鉴于电流要求、TPS62870或 X71器件是可以接受的。 不过、在上述工作点、x74似乎可以提供更高的效率(大约好40mW)。 我有几个问题、如果能帮助回答这些问题、我将不胜感激。

1)。 比较 TPS62870-73 (10.2.3)与 TPS62874-77 (9.2.3)的数据表应用曲线、存在一个暗示、例如 X71在我们所需的工作点更高效。 但是、如上所述、通过使用基于 Webench 的设计比较、x74可提高效率。 作为基准、我曾尝试确定 Webench 和数据表之间存在差异。 @ 3.3V VIN、器件最大电流0.75 μ A、x73设计似乎与数据表中的图10-6相符、而 x77设计效率图似乎比图9-5 x77数据表中的高约2-4 %(具体取决于电流)。 能否请您确认一下我的理解、以及 Webench 分析和数据表是否确实存在差异? 我根据效率选择 x74、但压降补偿功能可能也有用。

2) x74-77系列似乎与 x70-73系列共享相同的基本 CMC 架构。 但是、组件选择的一些设计公式在"典型应用"之间存在差异。 您能否确认这些差异是有意为之、并且 Webench 设计中使用了这些公式? 一个重要参数是 Webench 用于负载阶跃吗? 这是最大电流吗? 此外、对于 x74器件、其数据表8.3.7.5中的一项声明暗示如果启用压降补偿、可以降低输出电容。 基于 Webench 的设计是否考虑了压降补偿?

3) 3)对于受测的给定 ASIC 电源轨、需要进行输入电流测量。 最初希望使用电感器 DCR 电流检测方法、但对于建议的电感器而言、低 DCR 与 DCR 容差的组合似乎会导致测量精度不足。 建议在输出电容器之前添加一个与电感串联的分立式10 m Ω 检测电阻器。 从 x74器件的 PSPICE 仿真(平均瞬态模型)可以看出、检测电阻的唯一影响是将负载阶跃后的稳定时间延长~10us。 这应该适用于我们的应用。 从布局角度来看、我可能认为增加感应电阻器并不理想、因为输出电容器可能需要远离 IC。 您能评论一下布局或其他方面的负面影响吗?

非常感谢您投入宝贵的时间给予大力支持。

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    Sam、您好!

    感谢您联系我们。

    在详细讨论您的应用之前、您是否需要汽车级器件? 如果不是、您可能会考虑 TPS62868x、它在2A 至3A 的负载(Vout = 0.6V)下可达到85%至87.5%的效率。 此器件还可运行在低至0.4V 的电压下。 请告诉我您的想法

    DS: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps62869.pdf?ts = 17488979076&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPS62869

    此致、

    Excel

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    您好、Excel、

    感谢您的回复。 抱歉、我的响应延迟了。  我希望收到电子邮件通知、但这对于您的回复似乎不起作用。 关于汽车级、严格来说、我们只需要汽车级提供的温度范围。 但是、由于提供了用于可靠性分析的更全面的数据、应用可以承受汽车级器件略微增加的成本。 我们正在开发一款适用于 ASIC 和 POL 稳压器子系统的评估板、该子系统很可能会在大规模生产的模块中实现。

    关于推荐器件 TPS62869、从我们的应用角度来看、有2个问题。 尽管我们不需要堆叠稳压器操作、但我们希望选择同步稳压器、以更大限度地减少 EMI。 此外、我为 TPS62874和  TPS62869都设计了 Webench、其中包括:  

    输入:  
    直流3.2V 至3.4V
    输出:  
    3A 时为0.5V
    而且、    通过相应的 Webench 电路生成和分析、TPS62874在3A 时消耗180mW、TPS62869在3A 时消耗271mW。 最大效率在我们的应用中非常重要。 我使用 Webench 生成的电路进行比较、希望这些电路能在我们的工作点提供准确数据(数据表中可能有也可能没有)、并与经过测试的工作点的数据表匹配。
    我的原始问题1)与 Webench 与数据表的精度有关。
    谢谢!
    萨姆
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    您好、Sam、  

    感谢您的澄清。 TPS6287x-Q1在3A 及以上负载时可提供更高的效率。 顺便说一下、只有 TPS62870-Q1具有0.5V 默认输出电压版本、而 TPS62874/5/6/7-Q1没有此版本。

    要解决您之前的问题、请参阅以下评论。

    Unknown 说:
    1)。 比较 TPS62870-73 (10.2.3)与 TPS62874-77 (9.2.3)的数据表应用曲线、存在一个暗示、例如 X71在我们所需的工作点更高效。 但是、如上所述、通过使用基于 Webench 的设计比较、x74可提高效率。 作为基准、我曾尝试确定 Webench 和数据表之间存在差异。 @ 3.3V VIN、器件最大电流0.75 μ A、x73设计似乎与数据表中的图10-6相符、而 x77设计效率图似乎比图9-5 x77数据表中的高约2-4 %(具体取决于电流)。 能否请您确认一下我的理解、以及 Webench 分析和数据表是否确实存在差异? 我选择 x74是基于效率,虽然压降补偿功能也可能有用。[/报价]

    若要回答您有关效率精度的问题、请考虑数据表、因为它基于实际基准评估、而 Webench 结果是通过数学计算得出的。 与在更高负载下进行优化的 TPS62874-Q1相比、TPS62870-Q1的开关损耗更低、因此在轻负载时的效率应略高。 (注意:在较低的负载条件下、开关损耗占主导地位、而在较高的负载电流下、导通损耗(FET Rdson)占主导地位)。

    Unknown 说:
    2) x74-77系列似乎与 x70-73系列共享相同的基本 CMC 架构。 但是、组件选择的一些设计公式在"典型应用"之间存在差异。 您能否确认这些差异是有意为之、并且 Webench 设计中使用了这些公式? 一个重要参数是 Webench 用于负载阶跃吗? 这是最大电流吗? 此外、对于 x74器件、其数据表8.3.7.5中的一项声明暗示如果启用压降补偿、可以降低输出电容。 基于 Webench 的设计是否考虑了压降补偿?

    两个器件使用相同的控制方案、但在实现和功能上存在一些差异。 因此、由于设计参数存在差异、预计元件选择的计算会存在差异。 对于负载阶跃仿真、负载电流偏差可 点击原理图中的电流源符号。 有关详细信息、请参阅下图。

    另一个模拟瞬态响应的可能选项是使用 Simplis 模型(https://www.ti.com/product/TPS62870-Q1#design-tools-simulation)。

    1.转到"Simulate"窗口并选择"Load Transient"选项  

    2. 点击原理图中的"Iout"符号、编辑瞬态负载参数

    3.点击"Start"按钮启动仿真

        Webench 中未启用 TPS62874-Q1的"仿真"功能。 因此、 我无法确认 压降补偿功能是否正常工作。 无论如何、您也可以使用 Simplis 模型来检查具有或不具有压降补偿的器件行为(https://www.ti.com/product/TPS62874-Q1#design-tools-simulation)。  

    Unknown 说:
    3)待测的给定 ASIC 电源轨需要进行输入电流测量。 最初希望使用电感器 DCR 电流检测方法、但对于建议的电感器而言、低 DCR 与 DCR 容差的组合似乎会导致测量精度不足。 建议在输出电容器之前添加一个与电感串联的分立式10 m Ω 检测电阻器。 从 x74器件的 PSPICE 仿真(平均瞬态模型)可以看出、检测电阻的唯一影响是将负载阶跃后的稳定时间延长~10us。 这应该适用于我们的应用。 从布局角度来看、我可能认为增加感应电阻器并不理想、因为输出电容器可能需要远离 IC。 您是否可以评论任何负面影响,如布局或其他方面的影响?

    根据我的经验、沿输出轨放置一个电流电阻器会影响转换器的瞬态性能(上冲/下冲更高、环路稳定性差)。 但通过减小放置在降压转换器附近的电容器并将大部分 Cout 移到负载附近、可以对此进行优化。 这可以通过使用 Simplis 模型进行验证。

    此致、

    Excel

    [/quote]
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    谢谢 Excel、我已被说服在本应用中使用 TPS62870。 请关闭案例。

    萨姆·巴萨姆