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[参考译文] TPS61021A:降压稳压器不按产品说明书和 Web 工作台运行(无法在保持 Vout 的同时提供电流)

Guru**** 2386620 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS61021A, TPS61299
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/1412244/tps61021a-buck-regulator-not-performing-per-datasheet-and-web-bench-unable-to-deliver-current-while-maintaining-vout

器件型号:TPS61021A
主题中讨论的其他器件: TPS61299

工具与软件:

我正在使用 TPS61021A 将单节 AA 升压到3.6V。  电流 3 -15 mA 大部分时间。  但是、它可能会上升至120mA 几秒、然后上升至300mA 几百毫秒。  Webench 和图3。 数据表中的意味着、  即使输入电压低于1V 时、也不会出现持续处理300mA 的问题。  但在测试中、将 电路连接到工作台电源时、即使35mA 也会在输入电压低于1.4V (这是 AA 电池的高端)时将输出降低到3.2V。  如果输入低于1.2V、则电路甚至不会从180mA 负载开始。  

我尝试了不同的输入和输出电容器以及各种电感器、它们符合或超过 Web 工作台建议的规格。  除了100uF 的电容器(陶瓷和电解电容器)外、我还尝试了多个10-22uF 的电容器

我尝试过的一些电感器包括:

AMDLH5030S-R47MT

MHE0503R33M-10

AIP0530GX-1R0MPBDG

MAMK2520HR47M

NRS5030TR47NMGJ

我尝试过多个大写、例如:

C2012X7S1A226M125AC

LMK325BJ106MD-T

LMK325ABJ107MM-P

LMK212BBJ226MD-T

原理图符合 Web 工作台设计;元件靠近且覆铜连续、布局紧密。

这仍然是在负载高达300mA 时将单节电池应用升至3.6V 的最佳器件吗?

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    尊敬的 Kris:

    这位专家今天不在办公室,他会尽快给你反馈。 请耐心等待。  

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    您好、Kris、

    您在汲取电流时检查了输入电压吗? 电池可能具有非常高的内部阻抗、如果电流增加、这会降低电池和器件的输入电压。

    此致、
    Brigitte

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    Brigitte、

    是的、我有四个万用表以及所用电源上的读数(BK Precision 1627A)。  除了电流之外、我还读取输入和输出电压。  我读取电路板的输入电压、因为万用表导致其读数下降、测试线(18 AWG)也是如此。  当我在大负载下将输入电压降低到很低的值时、我移除了输入侧的万用表、并使用 电源上的电流读数(与我使用的 Fluke 87 V 几乎相同)。

    我发布了一些采用与数据表相同布局的新测试板、并比较了两   个在输入端使用一个 C2012X7S1A226M125AC、在输出端使用两个以及    MHE0503R33M-10 (330nH、 19.2A、3.6m Ω)和  AIP0530GX-1R0MPBDG (1uH、  10.5A、8.5m Ω)电感器。   1uH 电感器在此测试中表现相当好。  我上升到~Ω 171mA 负载、当我从1V 降至0.9V 时、仅看到输出压降。  它也能够在该负载下启动、即使在电压为0.9V 时也是如此。  具有330nH 电感器的电路板在输入电压升高到1.8V 以上之前不会启动。

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    您好、Brigitte、

    感谢您对本案例的帮助。

    尊敬的 Kris:

    感谢您提供详细信息。 当他回来的时候,特拉维斯会帮助回答这个问题。

    尊敬的 Travis:

    您能在这种情况下提供帮助吗?

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    感谢 Brigitte 和 Nini 为本案例提供支持。

    尊敬的 Kris:

    • 原理图根据 Web 工作台设计而定。

    有许多基于 TPS61021A 的 webench 设计。  请直接分享原理图和布局。

    • 但在测试中、将 电路连接到工作台电源时、即使是35mA 也会在输入电压低于1.4V 时将输出降低至3.2V  

    我希望您捕获 Vin、SW 引脚、Vout 的波形。 将波形放置在同一屏幕上。 捕获 一个1ms/div 时间刻度 的波形、另一个20us/div 的波形。

    此致、

    Travis

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    我将捕获这些波形并将其发布。  这是原始应用板。  它是一个4层电路板、电源层上有+VBATT (未显示)、使用 MAMK2520HR47M 作为电感器设计。  10uF 是 CL21A106KOFNNNE。  

    器件替换为上面列出的器件、但较大的电感器不适合、因此我创建了一些简单的 L 层测试板、它们遵循数据表中的布局规范。

    C7和 C8只是为了方便我需要测试线路中的大容量电容。  它们未安装、C6也未安装。  C1、C3和 C4组装了  2012X7S1A226M125AC。  仅使用不同的电感器创建了两个相同的电路板: MHE0503R33M-10 (330nH、19.2A、3.6m Ω)和 AIP0530GX-1R0MPBDG (1uH、10.5A、8.5m Ω)。

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    得到的示波器与万用表的结果略有不同。  一些更好、一些更糟。  没有任何东西连接到 SW 时情况会稍好一些。

    直到电压超过1V 时才会启动。

    100R 负载为~35 -36mA。   在17R 负载(~211mA)下、此电路板甚至无法从1.6V 电压启动。   具有  MHE0503R33M-10 (330nH)的1层测试板将在100R 负载下的~1.2V 下启动、而不会在17R 负载下启动。   采用 AIP0530GX-1R0MPBDG (1uH)的1层测试板在100R 负载上没有问题、但只能在大约1.5V 时以17R 负载启动。  这比使用万用表时的性能更差。  ~、万用表将~电流从 Δ I 211mA 降低到 Δ I 171mA、因此这可能是原因。  当电路不能启动时、上面的迹线看起来是0.924V。

    当 I 输入 Vin = 0.9-0.9V、3.6V Vout @ 0.250A 时、WEBENCH 会告诉我这一点:

    在测试板上、对于所有三个超过所列规格的22uF 电容器和电感器、我将使用推荐的22uF 输出电容器(2012X7S1A226M125AC)。  与357K 相比、我使用了348K 的电阻、但是由于它略微降低了 Vout、这应该更容易满足。  

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    尊敬的 Kris:

    感谢您提供的波形。

    关于启动:

    我将在工作台上查看 conmpare 与您的结果。

    此致、

    Travis

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    尊敬的 Kris:

    很抱歉这么晚才回复。 我上周没在办公室。 我在工作台上进行了测试、100 Ω 负载接近于 IC 的最大启动能力。  启动阶段的器件电流能力取决于 Vin。 因此、我们建议在0.9V 启动期间减小负载、或选择 TPS61299。 TPS61299 在启动后的电流能力较小、但  启动期间的电流能力比 TPS61021A 强。

    此致、

    Travis

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    Travis、

    这不是 Web Bench 建议的一部分。  在查看数据表时、我想知道 TPS612997是否是最佳型号、因为限制电流越小、在 负载较高的启动条件下越好。

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    尊敬的 Kris:

     TPS61299和 TPS612997之间的差异是触发电流限制的阈值。  这不会影响器件无法启动时的早期启动阶段。 但仅在 IC 已经启动时影响稳态。

    此致、

    Travis