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[参考译文] TPS27081A:如何在 Vin 增大时保持 Vout 关闭?

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS22916, TPS27081A, TPS22995
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/1432613/tps27081a-how-to-keep-vout-off-when-vin-is-ramping-up

器件型号:TPS27081A
主题中讨论的其他器件: TPS22995、TPS22916

工具与软件:

我有一个进行仿真的 TPS27081A 设计、已注意到以下行为。  如果我在 Vin 已建立(在本例中为5V)的情况下开始仿真、则可以看到器件对 ON/OFF 引脚做出正确反应(最初、驱动该引脚的 I/O 设置为0V)。  然而、如果我在 Vin=0V 的情况下开始仿真、然后将其斜升到5V (所有这些都同时 ON/OFF 引脚仍为0V)、我会看到 Vout 也会上升到5V 并保持开启状态。  好像忽略了开/关引脚。  该器件是否能够在 Vin 导通的情况下在 Vout 处于关闭状态时唤醒?

  • 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。

    我认为最好提供一些有关我的应用程序的其他背景信息。  我打算在设计中使用这些负载开关中的3个。  所有3个负载开关都将由相同的输入电压电源供电。  一次只能打开一个负载开关(导通时间~2ms)、但是所有开关将在~8ms 的周期内重复打开和关闭。  必须确保负载开关仅在相关的开/关信号有效时才打开。  否则、将会出现高电流情况。  我们确实计划对每个负载开关实施分立式有源放电、以便在负载开关关闭后对 Vout 快速放电

    因此、根据我最初发布的有关仿真结果的文章、我担心此器件不适合我的应用。  最初、我选择这款器件是因为可灵活调整导通和关断时序。  但此处假设它只会在响应开/关信号时打开。

  • 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。

    附加 Matt 通过电子邮件向我提供的后续信息。 请参阅以下内容:

    "关于启动案例。  该错误行为似乎与 VIN 电源的开启速度以及输出端是否存在任何电阻负载有关。 我下载的 TI TINA 仿真参考设计(SLVMBC9A.TSC)将 VIN 连接到一个不必斜升的直流电源、它在 t=0时已被满。  此外还具有2.4欧姆的接地电阻负载。  这使得电路工作正常。  我继续对电路进行更改、以符合我的预期实现。  VIN = 5V、Cload = 0.2uF、无 Rload、R1 = 10K、R2 = 1k、 C1= 10nF。  我们的应用还将有源放电电路、但我最初没有添加。  此处是使用直流电源的仿真输出示例。 我知道在这种情况下 Vout 不会被锁存为高电平。  它之所以保持不变、是因为没有负载可以释放 Cout。

    仅仅添加 Rload=100就表明了导通输入变为低电平后 Vout 会泄放。  这是一个 pic、显示了这一点。

    通过必须斜升的电压发生器切断 Vin 的直流电源会显示 Vout 在 Vin 发生变化之前对 Vin 的响应。 它已经衰减(我假定 Rload)、但仍然看起来不希望出现这种行为。

    我意识到斜坡速率设置为快速(10ns)。  所以我把速度减慢到100us。  然而、Vout 仍随 Vin 升高。

    调整不同的值后、我发现如果我将 Vin 减慢到200us、则 Rload 降低到20欧姆、并将 R1/R2设置为4.75k/475、这样我可以摆脱尖峰。

    虽然我很高兴能消除此尖峰、但这仍然只是一个电路仿真。  事实上、我必须对这个电路进行按摩才能获得这样的结果、这并不能让我对该器件在 实际设计中的工作方式充满信心。  那么、这就是我需要 TI 就该行为发出提示的地方。  这是一个很好理解的效果吗?  如果是、我的最终调整是否是 应对此问题的最佳方法?  为了使其更加可靠、我还应该进行哪些其他更改吗?

     我不太明白的另一个问题是 放电行为。  根据数据表中的 EQn #4、Toff > 2xR1xC1。  因此 Toff>20us。   Rload 为20欧姆时、我预计放电时间需要6us、Cout (2.2nF)才能从5V 放电至1V。  约为20us + 6us 或26us。  当我仿真时、我看到电路更接近80us。  此处是该仿真的放大 pic。

    我知道 Toff 公式使用">"而不是"="、但 可以预期会有这么大的差异吗?

    我之所以显示此内容、是因为我的 应用 对时间很敏感。  相对于导通变为低电平、关断 Vout (变得低于1V)的时间仅为300us。  我的电流电路正在这样做、但 由于额定功率、20欧姆电阻器需要比我更喜欢 使用的更大的封装尺寸。  那么、是否有 其他方法可以使电路放电更快而不 需要如此强的 Rload 值?

    如果您能为上述问题提供任何指导、我将不胜感激。"

    Marco

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    尊敬的 Marco、Matthew:

    感谢您在此分享这些信息。  

    因此、我熟悉其他一些器件中的类似现象、但它们的结构略有不同。

    当 Vin 快速斜升时、Q2 FET 可能会导通一段时间、这会导致 Vout 处出现该充电问题。 如果您在输出端有放电路径、则会放电。

    我有一个问题、为什么不在输出端使用具有集成 QOD 的器件? 您提到您将在实际应用中实现输出放电。

    下面是能够处理5V/3A +可调上升时间和 QOD 的少数器件的列表。
    https://www.ti.com/power-management/power-switches/load-switches/products.html#546=Adjustable%20Rise%20Time&1685=2.7%3B15&2192=Quick%20output%20discharge&238max=5.5%3B23&

    此致、
    Arush

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    对于第一个原型设计、我将努力保持最大的灵活性、不仅在能够调整负载开关的开/关时序方面、而且在放电电路中、以便使用我们的初始 ASIC 进行各种实验。  话虽如此、我正计划在这第一个原型中包含一个具有 QOD 的负载开关(可能是 TPS22995)功能选项。  

    我们的生产设计不适合用于 TPS27081 +离散放电。  因此、我们可能会使用 TPS22995或 TPS22916、具体取决于我们生产 ASIC 的最大电流规格。

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    您好、Matthew:

    在对此进行仿真时、您是否也探测了器件的 R1和 ON 引脚。 正如我之前提到的、我怀疑由于 Q2暂时打开、我们看到了此问题。 您是否强制设置为低电平?  

    另一个可能的原因可能是仿真模型中出现误差、但这种情况不太可能发生。 我认为最好是在实际的硬件(比如我们的 EVM)上进行测试。

    保持最大灵活性、不仅可以调节负载开关的开/关时序、而且还可以调节放电电路、以便使用我们的初始 ASIC 进行各种实验。  [报价]

    对于上面提到的其他器件、您可以通过改变压摆率来调整导通时间、也可以通过调整 QOD 电阻值来调整关断时间。 您更喜欢在最终产品中使用集成解决方案、因此应该直接在这些较新的器件上进行评估。 如果您需要、我应该能够根据您的 TPS22916条件为您提供一些具体测试。 我很难使用 TPS27081进行测试(因为我没有 EVM)。

    此致、
    Arush