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[参考译文] TPS55288:改进基于 TPS55288的 USB-C 充电器设计的短路保护

Guru**** 2419530 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS55288

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/1407991/tps55288-improving-short-circuit-protection-for-tps55288-based-usb-c-charger-design

主题中讨论的其他器件:TPS55288

工具与软件:

我们已经使用 TPS55288芯片设计了 USB-C 充电器、但我们遇到了一个问题、即我们的两个原型在输出短路之后损坏(高侧和低侧 MOSFET 均损坏和短路)。 我们计划添加电流感应分流电阻器来限制电流、但我们也在考虑是否需要缓冲电路?

您能否查看我们的原理图和 PCB 布局并提供有关增强短路保护和降低 EMI 的任何改进的反馈? 作为参考、请忽略没有分流电阻器的情况、因为我们知道需要添加分流电阻器。

我们还想知道 TPS55288的内置断续模式为何未防止在短路期间造成损坏。

此外、由于我们需要使用微控制器监测从降压转换器汲取的电流、因此我们计划使用电流感应放大器来读取分流电阻器两端的压降。 在这种情况下、是否有更好的电流检测方法?

  • 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。

    哈米德、您好!

    感谢您联系我们。 输入电压范围、输出电压范围和输出电流是多少?

    您是否能够在发生短路时提供电感器电流、SW1、SW2、Vout 波形。 我想检查转换器的工作条件。 您如何进行短路测试?

    关于原理图、我认为不够清楚。

    可以提供 MOSFET 的器件型号吗?

    建议在 SW1和 SW2中添加 RC 缓冲器。 它不用于短路保护。 是为了提高 EMI 性能。

    3. VCC 电容器的额定电压是多少?

    我不清楚4.Compensation 参数。 您能否提供该价值? 此外、请提供输出电容器的器件型号或数据表、以优化环路。

    关于布局、请参阅我的注释:e2e.ti.com/.../TPS55288-layout-reiview-20240903.pptx

    此致、

    Mulin

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    谢谢 Mulin。

    关于波形、遗憾的是、我目前无法提供波形、因为我们只有一个板在运行。 我们需要该软件用于持续测试、执行该测试可能会有损坏电路板的风险。

    MOSFET 器件型号: 使用的 MOSFET 与 EVM 中的 MOSFET 相同:IPZ40N04S5L4R8ATMA1。

    2. SW1和 SW2的 RC 缓冲器: 已了解。  缓冲器是否有任何建议值?

    3. VCC 电容器的额定电压:如果指的是连接到 VCC 引脚的电容器,其额定电压为16V。 其他输入和输出电容器的额定电压为50V。

    4.补偿参数:补偿网络值(与 EVM 相同): R : 56.2kΩ C (串联): 4.7nF C (并联): 100pF

    5.输出电容器:您能说明一下您指的是哪种输出电容器吗? 如果是指连接到 Vout 的电容器、如下所示

    1uF GRT188R61H105KE13D

    10uF CGA5L1X7R1H106K160AC

    220uF EEH-ZS1H221P

    此致、

    Hamid

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    哈米德、您好!

    我会 在今天稍后时间回复。

    此致、

    Mulin

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    哈米德、您好!

    您是否有电流探头? 我认为如果我们能获得电感器电流波形将会有所帮助。 我认为这很安全。

    输入电压范围、输出电压范围和输出电流是多少? 来进行环路计算。

    RC 缓冲器:2.2 Ω(1206)+2.2nF。

    此致、

    Mulin

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    尊敬的 Mulin:

    很遗憾、我没有电流探头。

    这是一个 PD 充电器。 输入为24V、输出为可变、可在3.5V 至20V 之间。

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    尊敬的 Mulin:

    您是否有机会执行环路计算?

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    哈米德、您好!

    输出电流是多少?

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    由于这是一个充电器、与其连接的特定负载未知、但最大电流为5A。

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    哈米德、您好!

    电流补偿很可能不合适、环路不稳定。 请尝试以下补偿参数:15K+15nF (与100pF 并联)。

    请遵循我以上的建议。 如果您有更多电路板、请参阅 SW1 SW2波形以查看环路是否稳定。

    此致、

    Mulin

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    谢谢、Mulin。 我们会将补偿调整为建议值。 这种更改能否解决降压转换器 MOSFET 因短路而损坏的问题? 更新补偿网络后进行短路测试是否安全?

    此外、是否需要分流器来提供短路保护、还是主要用于压降补偿? 也就是说、不使用分流器是安全的吗?

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    Hi Hamid、á

    我无法完全确定、因为我不知道电感器电流波形。 但我认为这种补偿会有很大帮助。

    这具体是指哪一个分流器? 您能帮助在原理图中对其进行标记吗?

    此致、

    Mulin

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    测量 EVM 中输出电流并 与输出串联并连接在 ISP 和 ISN 引脚之间的分流器。 目前、我们的原理图中未包含该分流器、但我们计划添加该分流器。 我们很好奇、如果没有该分流电阻器、降压转换器是否可以处理短路。

    此外、如果我们在输出端添加分流器、我们是否应该使用小电阻将其连接到 ISP 和 ISN 引脚? 我看到过一些建议、建议在 ISP 和 ISN 之间放置一个电容器、并使用小型电阻器将这些引脚连接到分流器。 是否应该实现此功能?如果可以、最好使用哪个电阻器和电容器值?

    关于补偿网络建议、我们设计中的大多数元件(包括输入和输出电容器)与 EVM 中的元件相同。 您能否解释一下建议的补偿网络与 EVM 中的网络有何不同? 哪些因素导致我们的电路板具有不同的值?

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    哈米德、您好!

    TPS55288可以在没有该分流器的情况下处理短路保护。 最好添加这个函数。 添加10欧姆电阻器和100nF 电容器就足够了。

    补偿参数方面、因为 工作输入电压、输出电压和输出电流并不相同。 即使您在 EVM 板中进行了测试、EVM 中的补偿参数也无法支持所有工作条件。

    此致、

    Mulin

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    谢谢、Mulin。

    我还有一个问题。 关于如何连接 AGND 和 PGND、数据表、布局指南以及评估模块之间似乎存在一些冲突的建议。

    数据表规定" AGND 平面连接到 VCC 引脚电容器端子处的 PGND 平面"、但布局指南显示引脚9和10应连接在一起。 您能否说明哪种方法是正确的?

    示例图像。

    布局指南图像。

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    哈米德、您好!

    抱歉混淆。 由于这些文档会始终更新、并且有些数据没有及时更新。  "AGND 平面连接到 PGND 平面在 VCC 引脚处的电容器端子处。"请参阅这一点。 如有任何问题、请告诉我。

    此致、

    Mulin

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    这是来自哪个文档?

    您还能发送内层吗?

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    哈米德、您好!

    请发送友情请求给我,我将发送您的 AD 文件。

    此致、

    Mulin