[参考译文] TPS40210：目录版本和汽车版本之间有何区别？

您好！

我已尝试将 DIS/EN 直接连接到直流/直流平面的 GND 平面、但没有发生任何变化、但我注意到、如果我使用镊子接触电容器的 GND 或该 GND 平面中的其他位置、直流/直流转换器开始工作。  

我的电路有一点小：这个电路跟参考设计的元件参数非常相似、但是有32V 的输出电压、但是我觉得输出电压对电路不工作没有太大的影响。 主要区别在于直流/直流稳压器的输出端连接到共模扼流圈并连接到主 GND 平面。

我尝试在这两个 GND 层之间连接100nF 电容器、电路开始工作。 直流/直流 GND 平面中的噪声是否太大以至于该直流/直流转换器无法开始工作、并且任何添加的电容都会降低噪声？

此致、  

您好、Egidijus：

感谢您的快速反馈。

能否 分享 TPS40210设计的原理图和布局？ (即使它靠近 EVM、也可能仍然存在差异)
然后我可以审查设计并检查可能的根本原因。

谢谢、此致、
Niklas

您好、Niklas、

很抱歉这么晚才回复、我没有机会 截取电路的一些屏幕截图。

在下图中、您可以看到电路图和 PCB 布局。 所有跟踪都在顶层、MOSFET 控制通过线性层中的迹线进行、电流分流电阻器电压检测也在线性层中进行。 如果需要、我也可以在此处上传。 GND 平面仅位于顶层、我可以看到有一些过孔、但这些过孔未连接到底层... (顶层-红色、底层-蓝色)。






此致、

您好、Egidijus：

感谢您共享文件。
该布局显示、模拟地和电源地之间没有分离。 IC 电路位于右侧、远离功率级、这还不错、但 主输出电流仍会流过扼流圈、而扼流圈靠近 IC 元件。

事实上、您可以使用 镊子接触接地平面来影响控制器的运行、这表明这确实是一个噪声问题。

我在布局中注意到的另一点是、 随着+32V_IN 平面变得窄而再次变宽、全输出功率必须流经感测电阻下方的小路径。 但是、我无法判断这是否也会造成噪声。

这确实是可能的。 通常在隔离式 GND 电容器之间放置电容器、以 帮助将共模开关噪声电流从变压器输出侧或 扼流圈分流 回输入侧。

此致、
Niklas

您好、Niklas、

很抱歉这么晚才回复。

我正在 尝试弄清楚  TPS40210为什么不能正常工作。 我认为主要问题是 DIS/EN 引脚、但实际上、当我开始使用示波器测量输出电压时、我发现 TPS40210 目录版本的工作方式与汽车版本不同。

然后、我还购买了另30种目录版本 IC、器件型号为：TPS40210DGQ 、TPS40210DGQRG4、 TPS40210DGQR。 我认为每一件提到的 IC 都有相同的标记编号、但生产日期代码或类似的东西是不同的。 在测试中、我发现 只有 TPS40210DGQ 在我的设计中工作、代码为"35"。

然后、我拍摄了一些 示波器照片、这些照片显示了正常工作的 IC 和不良工作的 IC：

"良好" IC 的共模扼流圈之前的电压纹波：

"良好" IC 共模扼流圈后的电压纹波：

"不良" IC 的共模扼流圈之前的电压纹波：

  "不良" IC 共模扼流圈后的电压纹波：

然后、我尝试在 MOSFET 的栅极上测量 PWM。 我发现 PWM 不会像预期的那样持续生成、但 IC 会在一段时间内生成 PWM、我认为这是我看到输出 SAW 电压信号类型的主要原因。

您能不能解释为什么汽车版和其他目录版在输出 SAW 型信号中跳过脉冲和产生的影响？

您好、Egidijus：

感谢您进行更新和进一步测试。

如果问题与启用/禁用无关、而是与器件的轻负载开关行为有关、则之前的材料和新器件版本之间存在一处差异。
当负载较小且 TPS40210的器件占空比接近器件的最小导通时间限制时、器件将进入脉冲跳跃模式、以避免输出电压失控。
虽然前一个器件可以在每个脉冲内以灵活的延迟时间发送单个脉冲、但新版本会突发多个脉冲、然后等待更长的时间。 这可能会影响器件的 EMI 行为。

如果您增加应用上的负载、旧器件和新器件都应以固定开关频率进入 PWM 运行模式、此时它们的行为应该再次相同。

您能告诉我在您的应用中正常工作但不工作的 IC 的标记/生产日期代码吗？
在此基础上、我可以找到原来和新的 IC 版本的材料。

此致、
Niklas

您好、Niklas、

我想告诉您、这个问题不仅在轻负载时出现、而且在较高负载时也会出现。 今天、我试图修改电流感应电路、但没有产生任何效果。 先前的元件为 Ccomp = 2.2nF、Rcomp = 18.7k Ω、Ch = 47pF。 然后 我尝试将补偿环路分量修改为  Ccomp = 100nF、Rcomp = 11k Ω、Ch = 10pF、整个电路开始工作、电压纹波也会大幅降低。

因此我感到困惑   、为什么使用 TPS40210计算器的元件值与这些值完全不同(Ccomp = 100nF、Rcomp =  11kOhm、Ch =  10pF)。 因为如果我使用计算器值焊接元件、则电路不起作用。

之后、我尝试   使用生产日期代码(35)将这些元件(Ccomp = 100nF、Rcomp = 11k Ω、Ch = 10pF)焊接到工作中的 PCB。 没有什么区别。 因此、为什么电路在使用相同的布局、相同的部件标识甚至相同的元件时完全不同的主要问题就在于。

非工作器件标识：


工件标识：


此致、

您好、Egidijus：

我们将检查该问题、并在第二天内回复。

此致  
Johannes

您好、Egidijus：

很抱歉耽误你的时间太长。 最后几天我就离开了,今天又回到了办公室。

根据 IC 上的生产日期代码、所有"不良"IC 都来自2023年下半年、市场已对该器件进行返工。
"良好" IC 均具有较旧的生产日期代码、因此应采用旧的器件材料。

遗憾的是,不可能只要求提供旧材料,因为旧材料会慢慢淡出以获得完全更换。
最好的解决方案是优化电路板设计、以使用新材料实现可接受的结果。

您提到了在较高负载下的行为也不同。 系统稳定时、负载点是什么？ (或者、即使在最大负载条件下它也不稳定？)
到目前为止、除了之前的布局注释之外、还有一些其他改进：
-输出电容器的额定电压仅为35V。 这留下的裕度非常小。 此处额定值较高的电容器应该更好(例如50V 额定值)
-陶瓷电容器比大容量电容器的 ESR 更低,因此在过滤开关噪声方面效果更好。 我们建议添加一些额外的陶瓷电容
-您还能说明反馈信号布线的位置吗? 是靠近二极管还是靠近电容器？ (图中没有显示内层)。 建议将反馈布线放置在靠近电容器的位置以降低噪声。

此致、
Niklas