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[参考译文] TPS5430:在激活输出过压保护的情况下增加了纹波

Guru**** 2389770 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。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1430729/tps5430-increased-ripple-with-output-overvoltage-protection-active

器件型号:TPS5430

工具与软件:

尊敬的 TI 工程师:

我正在开发一个主电源已发布在以下原理图上的器件:

输入为标准9-12V 直流电。我断开了所有负载、转而放置一个电阻器、如原理图所示。 我将稳压电源连接到输入端、并将输入电压值在9-12V 范围内更改。 我想捕获纹波电压和开关波形、因此将两个探头连接在元件上:探头1连接到输出电容器的引线、探头2连接到开关侧的电感器。 两个探头的接地端与探头尖端连接得很远、因此我知道在正常运行期间不存在一些开关干扰。 I 还将电压表连接到输出电容器引线和 VSENSE 输入、以便在运行期间检查直流电平。

当输入电压在9、10) V 以内时、IC 运行正常、如预期一样、教科书上的 DCM 模式示例和应用手册纹波电平:

Vout = 3662、Vsense = 1224。

当输入电压升高到10V 以上时、电压纹波增加、其"主要"变频、开关频率不稳定、暂停时间约为100-200us:

Vout = 4131、Vsense = 1382

我还提供一个单脉冲波形示例:

在我看来、IC 的输出过压保护会激活、从而停止开关操作、一旦 Vsense 电压降至特定阈值以下、器件就会恢复正常运行。
我知道增加输入电压会降低开关占空比、而且由于负载很低(在7 mA 周围)和 DCM 运行模式、无法分散输出侧存储的能量、这是导致输出电压升高的原因。
我将电容器更换为20uF-330uF 之间的值、但不幸的是、我使用的其他电容器的 ESR 更大、从而导致不同的电压尖峰
我将线圈更换为15uH-47uH 之间的范围、波形完全没有区别。
我使用不同的缓冲器值进行了实验、即使在绝望中、我添加了前馈电容器、但没有任何效果。

我的问题是、为了防止器件进入输出电压保护状态、还可以做些什么? 如果此调查需要更多数据、我将为您提供这些数据。
此致
Marek Jaworski。

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    尊敬的 Marek:

    这可能是布局问题。 您是否有方便使用的这个器件的 EVM? 您可以将 EVM 设置为与电路板类似的设置、并对其进行测试。

    此致、

    Rahil

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    Rahil,
    我没有该 EVM。 我当时正在考虑通过向线圈添加一个小电阻来增加 ESL。

    我在4层 PCB 上开发了布局、其元件排列如下所示。 将标有"X"的元件焊接成功、而标有黑色直线的元件被拆除、焊盘短接。



    在您看来、问题与布局有关、您能告诉我如何强化我的设计吗?
    我测量了单周期的导通时间、采用此设置时等于264ns、仍高于最短导通时间的最大值(最大值200ns -数据表值)。 假设 Vin 的差值为200mV (100%*((10、1 - 9、9)/ 9、9)= 2%)、那么器件为什么会失去其调节特性、而时序裕度为(100%*((264 - 200)/ 200) = 32%)?

    此致
    Marek。

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    尊敬的 Marek:

    其中一个 Cin 电容器短路了。 这会使 Vin 短接至 GND、 您是指在布局上将其覆盖?  

    此致、

    Rahil

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    如果我发生输入短路、我的外部稳压 PSU 将告诉我、而且输出端根本就没有电压。 右上角的水平元件是一个二极管、但我意识到这是不必要的元件、我将其移除。 除非你在讨论其他要素、否则、请你更具体一点吗?

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    尊敬的 Marek:

    此问题可能是由 SW 上的振铃引起的

    改进、使外观更小:

    翻转输入电容以交换 GND 和 VIN  

    -在电感器和 CIN 之间移动二极管  

    此致、

    Rahil

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    尊敬的 Rahil:
    您能再帮我一下吗?
     -通过"翻转输入电容"你告诉我旋转它们或以完全不同的方式排列它们?
     -通过"在电感器和 CIN 之间移动二极管",您让我将 D4移动到电感器右侧的位置?

    我会按照你所写的那样尝试。 下一个修订版可能会在几个月内发布、因此请不要过于激烈地关闭此主题。 一旦开发出了具有改进布局的电路板、我将在此主题下将结果发布给未来的读者。

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    尊敬的 Marek:

    -是的,翻转它们,使 GND 在另一侧。

    -是的,将二极管移到电感器的右侧。

    请使用数据表中提供的布局示例和其他提示

    我将关闭该主题帖。 请在准备好进行布局审核时开始新的布局。

    此致、

    Rahil