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[参考译文] TPS61178：有助于解决负载下的稳定性问题、WebBench 计算的 COMP 值与数据表示例不同...

admin
Guru**** 1738560 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61178
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/1383084/tps61178-help-solving-stability-problems-under-load-and-webbench-calculates-different-comp-values-than-datasheet-example

器件型号：TPS61178

工具与软件：

您好！

我正在使用 TPS61178提供13V 到17V 的升压、Iout~2.5安培。 在轻负载条件下、电源是稳定的、但在2.5安时、该行为消除了、有时是稳定的、有时电感器会发出吱吱声、而输出电压只有15V。

该设计基于数据表示例、因为输入/输出参数与应用类似。

 TPS61178的数据表提供了输入电压6-14V、输出电压=16V、输出电流=3A、F = 300kHz 的参考设计。 PG16图22的原理图显示了建议的元件值。  

L=1.8uH、Cc = 6.8nF、RC = 15k、CP = 10pF。 F= 500kHz。  此外、还提供了1.8uH 至10uH 的电感器选择表。

该主题设计使用与数据表几乎相同的示例：

L=4.7uH、Cc = 6.8nF、RC = 15k、CP = N/A f~480kHz。 注意、不包括 CP。  

使用 WebBench (6-14V 输入、3A@16V 输出)时、建议使用的元件值：

L1=2uH、Cc = 180 pF、RC=249k、CP=N/A

我将添加 CP=10pF 并重新评估电路行为。 但同时、是否有任何关于 WebBench 建议的 COMP 值与数据表中的值不同的评论？

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    TI__Guru**** 1738560 points
    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、Bradley：

    数据表参数更可靠。

    对于 webench 结果、它可能起作用、但  可能存在一些偏差

    请检查电感器的饱和电流是否足以满足您的应用需求。

    此外、需要检查输出电容、以确保环路增益与数据表中相同。

    此致、

    Fergus

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    感谢您提供快速响应和使用 DS 值的建议。  

    电感器额定值为 Isat_max = 9.3A、IRMS_20C = 8.5A、DCR=14.4 mR。  

    TPS61178电流限值 R= 180k -->最大4安培 在完整电路中、Iout 最大值将仅为1.5A。

    我一直在2.2A (而非上述2.5A)下进行测试、以确保有足够的裕度。

    电容：

    DS 示例显示了2个10 μ F 和3个22 μ F 的 PN 或降额信息。 EVM BOM 有22uF 的电容、Murata 网站显示在17V (3x5.5uF)时降额-75%

    主题设计是使用3个22uF/25V/X7S (每个均为5MR)(17V 时为-40%)= 3个13uF、因此 Cout 为2.3倍 EVM 和 DS。  

    是否有 适用于此器件的电子表格计算器？ 即在9.2.2中自动(wo/错误)执行设计参数计算的 Ie？

    我能够使用 DS COMP 值和一些小偏移手动创建一些波特图(图形都是相同的轴限值和刻度、以便于比较)：

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    您好、Bradley：

    抱歉、没有适用于此器件的计算工具、但我为它制作了一个 Mathcad 文件。

    如果您愿意、我可以把它发送给您。

    在我的计算中、环路在具有输出电容的情况下看起来是稳定的。

    我怀疑电流限值是否足够,因为峰值电流是: Iavg+1/2*Iripple

    17*2.5/0.9/13+1/2*1.8=4.5A

    此外、该器件的电流限制将随+-1.5A 的变化而变化。

    此致、

    Fergus

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    尊敬的 Fergus：

    您能否确认您使用的可实现稳定性的 COMP 值？

            您是否包括 CP？

            如果您确实包含 Cp、移除它是否会阻止稳定环路？  

    目前的极限假设将被调查,我会让你知道结果。  

    是的、请向我发送 Mathcad 文件、它将为您提供很大的帮助。  

    此致、

    Brad

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    尊敬的 Brad：

    RC 和 CP 产生补偿极点、通常用于 降低高频下的增益。

    当 RC 为15k Ω 且 Cp 为100pF 时、极点为1kHz、这不会对环路产生太大影响。

    ƒsw、交叉频率不高于开关频率 ƒrhpz 的1/10或 RHPZ 频率 k Ω 的1/5。

    此处的 fsw 为480k、frhpz 为109k、交叉频率需要低于20kHz。

    因此、在这种情况下、值较小的 CP 对循环没有太大帮助。

     请告知您的电子邮件地址、以便我将其发送给您。

    此致、

    Fergus

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    尊敬的 Fergus：

    是否有其他数据/信息可用于了解 TPS61178的效率与开关频率之间的关系？

    我想根据 FET 损耗(导通与开关)来估算效率、但是数据表仅 提供了 RDS (on)、而没有提供 TD (on)、Trise、TD (off)、Tfall、 和二极管恢复电荷 Qrr。

    想法？

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    您好、Bradley：

    它很难计算,因为它也是未知的关于 TD(ON), Trise 等。

    我们手头没有不同频率下的有效效率数据。

    可否考虑一下我在更改频率时对 EVM 进行一些效率测试、以供您参考？

    您可以向我提供输入、输出条件和所需频率。

    此致、

    Fergus

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    你的提议是非常慷慨的,将是巨大的帮助。 我正在寻找频率如何影响效率的总体趋势。 我假设效率是上 U 形、峰值发生在频率、平衡了各种损耗(即电导、开关)。  数据表中有一些关于效率的图表、如图1-5。 由于我的应用条件相似、为了保持连续性、我建议使用这些图中类似/重叠的条件。

    具体而言：

    Vout=16V、L=3.3uH 条件、1~2 μ A 放大器输出、可针对300至1MHz 的频率范围进行测试。

    在相同的 MFG 和尺寸系列(比如 L=4.7uH 和5.6uH)中、具有更高电感值的额外数据系列也会非常有用。

    谢谢！
    Brad

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    尊敬的 Brad：

    我将为您做一个粗略的测试并稍后回复。

    此致、

    Fergus

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    尊敬的 Brad：

    请参阅效率与开关频率间的关系。

    所有测试均基于 EVM 参数。

    e2e.ti.com/.../eff-test.xlsx

    这符合我的估计、在开关频率较高时、效率会更低。

    器件的开关损耗 与频率成正比、 这将是损耗的主要部分。

    对于电感器、 损耗很难估计、因为它与许多因素有关。

    现在、效率被取消、因为我们没有具有相同封装和足够电流降额的电感器。

    下面是我们从 CYNTEC 获得的供您参考的文档。

    e2e.ti.com/.../core-loss_5F00_TI_5F00_104-and-105_5F00_2R2-to-4R7.xlsx

    您甚至可以看到、即使 采用相同的封装、不同的电感和不同的器件、损耗也有很大不同。

    总损耗非常小、因此总效率随频率降低。

    在您这边、电感器 可能是完全不同的 情况。

    此致、

    Fergus

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    TI__Guru**** 1738560 points
    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。

    感谢您进行测试。 效率数据非常接近数据表中图1所示的数据(~95%、6V 输入、3.3uH、F 未指定)。

    在我稍作修改的 EVM 上、输入电压为8.88V 时的 E=98.4%。 我为直流偏置降额更好但默认使用电感器的应用交换了输出电容器。

    我订购了一组相同尺寸代码的电感器、一旦它们到达、我将重复此 Eff 测试、改变 F 和 I、并让您知道结果。

    Brad

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    TI__Guru**** 1738560 points
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    尊敬的 Brad：

    数据表数据的频率是500kHz。

    我将等待您的结果。

    此致、

    Fergus