[参考译文] TPS563208：FCCM 器件的开关频率与负载电流间的关系

您好！

由于是 DCAP 控制、Fsw 会随 Vin、Vout 和负载的变化而略有变化。 请提供电路原理图以供查看。

Andy、您好！

谢谢你。 TI 是否还有其他满足以下要求的直流/直流转换器 IC？

与 TPS563208/1引脚对引脚兼容

2. OC limit_min > 2.9A (意味着此处不能使用 TPS562208/1版本中的2A)

3.轻负载时恒定的 SW 频率。 (FPWM、FCCM 模式)

此致、

Hayashi

您好！
谢谢你。
对于继续提出的问题、我表示歉意。 在 Vin/Iout/Vout 的相同条件下、各个元件或温度等因素导致的开关频率预期变化程度如何？ 目前、我们针对特定批次测量了约530 kHz、但如果有可能导致其降至450 kHz 以下、则可能会导致系统问题、因此请告知我。

此致、

Andy、您好！

请提供您对水俣直弘(客户名称)问题的见解？

此致、

Hayashi

嗨  、Hayashi 和 Mizumata、

这是一个与许多因素有关的问题,让我尝试逐一回答。

1. FCCM 模式下轻负载条件下输出电流和频率下降的关系

通过 D-CAP 控制、降压转换器可控制导通时间、开关频率由导通时间控制决定。

但在轻负载条件下、由于流经功率 MOS 的电流变小、功率 MOS 的结电容充电/放电时间更长。 这意味着驱动功率 MOS 需要更长的时间、这会导致"受控导通时间"和"实时导通时间"之间的误差更大。

具体来说、一个主要影响是在轻负载时关断高侧功率 MOS 所需的时间更长。 您可以参阅下面的主题中的 Athos 回答、这里有 FCCM 供电的 D-CAP 降压转换器在轻负载下的 SW 波形的详细放大图。 它是另一个器件、但工作原理相同。 您可以看到、在轻负载时、高侧功率 MOS 以慢速压摆率关断。 在高侧功率 MOS 关断期间、还是有部分功率会从 Vin 流向 Vout、导致"实时"比"受控导通时间"更长。

降低影响的一种方法是使用较小的电感。 和高侧功率 MOS 关断时一样、这是指电感电流在一个周期内达到峰值。 电感越小、在相同的负载电流下、峰值电感器电流就越大、这可以加快关闭高侧功率 MOS 的过程、使"实时"更接近"受控导通时间"。  

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management---internal/f/power-management---internal-forum/1130653/tps568215-fsw-tolerance-under-light-load-condition/4196136?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=Athos%2525252520Zhao%2525252520Frequency#4196136

2.在相同的 Vin/Iout/Vout 条件下,个别元件或温度等因素

有关温度变化的信息、我在开发过程中检查了 IC 的特性数据、发现它的影响不大。 在 -40°C 至125°C (其他条件相同)范围内测试31个样本的中位 Fsw 数据在578kHz 583kHz 范围内变化。

对于无源器件、正如我在上面介绍的原理一样、电感器变化在轻负载下很重要。 但这并不意味着20%的电感变化会在轻负载时导致 FSW 上出现20%、因为电感仅影响 "实时"和 "受控导通时间"之间的 Ton 差异。 说实话、我没有电感变化对 FSW 的影响数据、因为这更适合由客户的 BOM 来决定的应用。 但我认为在工作台上使用另一个电感器可以很轻松地对其进行检查。 例如、如果使用1.2uH 电感器、考虑变化为+20%的最坏情况、即1.44uH、可以使用1.5uH 来检查最坏情况。

3.对于 林的问题,一些建议的其他部分。 TPS563208已经是 FCCM 器件、但正如我所介绍的、即使采用 FCCM 控制、D-CAP 控制也会在轻负载时有一些 FSW 变化。 我想、您的意思是真正的固定频率控制器件、具有内部时钟或其他解决方案、可避免 Fsw 低于400kHz、我想这些备选器件包括：

a. TPS56339

它是一种具有内部时钟振荡器的固定频率控制器件。 但振荡器的典型 Fsw 为500kHz、因此最小 Fsw 限制仅为420kHz。 它低于上述450kHz、但高于400kHz。 低侧 OCL 最小值为2.7A。 采用 SOT23-6封装的相同引脚。 但 Vref 不同、且其 Vref 为0.8V。 所以需要更改 BOM 上的 FB 分压器。

b. TPS563249.

它仍然是一个具有 FCCM 控制功能的 D-CAP3器件。 但它的典型 Fsw 是1.4MHz、因此在450kHz 以上具有很大的裕度。 OCL 最小值为3.1A。 采用 SOT23-6封装的相同引脚。 Vref 与 TPS563208的相差0.6V、因此如果使用该器件 P2P 替换 TPS563208、则需要更改 FB 分频器。

谢谢！

Andrew

Andy、您好！

感谢您的详细答复。

我有一个关于开关频率的问题。 在大规模生产时、我想知道开关频率变化的程度、如果可能、包括制造批次和单个器件变化。 例如、规范规定为580kHz、但我假设并非所有器件都是580kHz。 预期的变化范围是多少？
**作为补充,我想澄清的是,我的问题与 IC 本身的变化有关,不包括周围电路的任何变化。

尊敬的  Mizumata：

说实话、我们的产品说明书中不保证有这样的数据。 但确实、我们正在开发一些数据供您参考。

在我们的开发中、我们通过自动化测试获得了器件的特性数据、然后据此对统计信息中的6 Σ 变化进行了计算。 对于580kHz Fsw 的典型值、基于自动化测试数据的6 sigma 变化(已包括-40°C 至125°C 的温度变化)为540kHz 至636kHz。

提供的一些参考资料。

谢谢！

Andrew  

Andy、您好！

非常感谢！！
否、我会将提供的信息作为参考。

Andy-San、Hayashi-San、
感谢您的合作。

此致、