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[参考译文] TPS54160：关断期间的振荡导致下游元件故障

admin
Guru**** 2493875 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/1465425/tps54160-oscillations-during-shutdown-causing-downstream-component-failures

器件型号：TPS54160

工具与软件：

您好！

我在使用 TPS54160ADRCR 直流/直流转换器的电路中遇到振荡。 振荡的频率约为200Hz、持续大约20个周期。 这些振荡专门在输入24VDC 下降的关断期间发生。

使用 TI Webench 对设计进行仿真后、我发现当前设置中有几个组件值超出推荐范围。 具体而言：

  • 输出电容器 ：我目前有一个1µF 电容器和一个22µF 电容器并联。 数据表建议25.3µF 最小值以在空载瞬态期间保持输出电压调节。 Webench 建议使用两个47µF 电容器。
  • 主要参数 ：当前值为3.3µH。
  • 输入电容器 ：当前值为1µF。

这些振荡会影响下游元件(例如3.3V 稳压器)、并可能会损坏最终运算放大器和其他元件。

我随附此设计相关部分的原理图供参考。 这些元件的值不正确是否会是我在关断期间观察到的振荡源？  

感谢您的帮助。

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好、Alex

    感谢您发送编修。

    获取有关您的设计的更多信息您可以填写器件的快速入门吗？

    此外、以下波形将有助于调试问题。 您能否捕获它们？

    1. SW 节点
    2. VOUT 测试点
    3. 比较器

    谢谢你

    此致

    Onkar

  • 0
    TI__Guru**** 2493875 points
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    此处是快速入门链接- SLVC432计算工具|德州仪器 TI.com、供您参考

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好 Onkar

    e2e.ti.com/.../Copy-of-TPS54x40_5F00_AND_5F00_TPS54x60_5F00_CALCTOOL_5F00_v1p1.xls

    当前填充(希望正确) SLVC432计算工具。

    谢谢你

    Alex

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好、Alex

    我会通过 EOD 对此进行审核并与您联系

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好、Alex  

    我已经审阅了您的原理图。 以下是我的评论

    1. 环路不稳定、具有所选的元件值。 尝试将原理图中的 C7替换为470 pF。
    2. 电感值很小。 您可以保持电感值接近 计算器建议的值

    "我知道! 如果可行、请告诉我。

    这里有快速入门指南供您参考- e2e.ti.com/.../TPS54x40_5F00_AND_5F00_TPS54x60_5F00_CALCTOOL_5F00_v2.xlsx

    免责声明- 这是测试版；我已经在现有的计算器中添加了频率响应图

    我希望这对您有所帮助

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare

  • 0
    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好 Onkar

    感谢您对调试过程的指导。 根据要求、我捕获了以下节点的波形：

    1. VOUT (第一个)
    2. COMP (秒)
    3. pH (第三个)


    谢谢你

    Alex

  • 0
    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好 Alex

    感谢您分享该波形

    将组件更改为建议值后是否获得该结果？

    解决这一问题的一种简单解决方案是实现 VIN UVLO . 您可以在 EN 处添加电阻梯、如下图所示。 保留 Vstart 函数 和 Vstop 电压电平非常低的水平 最小值 这种情况 平均分量 进行微调

    有关更多详细信息、请参阅数据表部分：  8.3.9使能和调节欠压锁定  

    如果需要任何澄清或进一步帮助、请告诉我。

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好！

    我共享的波形是使用电流(未更新)分量捕获的。 如果不修改 PCB 布局、则不能轻松将某些元件更改为建议的最小值。

    例如、电感器只能增加到 33 µH (~0.5A) 同时保持当前占用空间。

    谢谢你。

    Alex

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好、Alex

    该问题可能是由于器件正在进入低压降运行状态。 共享波形表明、当 Vin 接近 Vout 时触发振荡、而 在断电期间下降。 进入低压降输出可能会多次触发引导 UVLO、直到输入或 EN 降至最小阈值以下。

    要更深入地了解该问题、请同时探测以下节点

    1. 平均分量
    2. VOUT 测试点
    3. BST - SW (如果您可以使用差分探头进行测量、则效果很好)

     当振荡开始时测量 Vin 和 BST - SW

    此外、我建议您参考数据表部分  8.3.4自举电压(BOOT) 和  8.3.5低压降运行 。  

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare

  • 0
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    您好！

    我已经捕获了请求的波形、包括 VIN、Vout 和 BST - SW .

    图1：输入电压和输出电压

    下面是显示的第一组波形 Vin 和 Vout 尤其是在振荡事件期间。

    图2：BST - SW 测量设置

    由于我目前没有差分探头、我测量了 BST -软件 使用三种标准示波器探头：

    • 探头1 →SW (PH)节点
    • 探头2 →BST 节点
    • 探头3 →Vout (参考)
    • 数学函数： BST - SW =探头2 -探头1

    谢谢你

    Alex

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好 Alex

    非常感谢您分享这些波形！

    我将回到明天的印度时间。

    此致

    Onkar Bhakare  

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    TI__Guru**** 2493875 points
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    您好 Alex

    我很抱歉耽误了时间

    从波形可以明显看出、稳压器达到 BOOT UVLO 并经过多个导通周期后才能完全关断。

    为了避免这种情况、我建议您进行限制 平均分量  STOP (停止)  引导 UVLO 开始达到的电平。 可以使用来实现它  EN 迟滞的示例。

    让我来看看它是否解决了这个问题

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare

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    TI__Guru**** 2493875 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。

    很抱歉帖子之间间隔较长(因为我正在并行处理多个项目)。

    根据您的建议、我在 EN 引脚上准备了一个电阻梯、其上电阻为 121kΩ 和的底部电阻器 18.2kΩ 、实现 Vstart 为~10V . 完成此更改后 关断 Vout 振荡消失 .

    对于其他更改、我要么需要重新设计 PCB、要么使用不处于最大额定值的元件。 例如、 适合当前布局的电感器是额定电流为0.75A 的15µH . 。 我要从稳压器汲取的最大电流为0.4A .

    您是否认为此电感器适合我的应用、或者您是否建议不同的值？

    感谢您的支持！

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    TI__Guru**** 2493875 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。

    您好、Alex

    [报价 userid="459978" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1465425/tps54160-oscillations-during-shutdown-causing-downstream-component-failures/5700551 #5700551"]根据您的建议、我在 EN 引脚上准备了一个电阻梯、其上电阻为 121kΩ 和的底部电阻器 18.2kΩ 、实现 Vstart 为~10V . 完成此更改后 关断 Vout 振荡消失 .

    -感谢更新,很高兴它帮助!

    Unknown 说：
    关于其他更改、我需要重新设计 PCB 或使用未达到最大额定值的元件。 例如、 适合当前布局的电感器是额定电流为0.75A 的15µH . 。 我要从稳压器汲取的最大电流为0.4A .

    15uH 的电感器可以正常工作。 但是、0.75A 额定电流不足以在短路情况下保护电感器。 TI 建议将电感器饱和额定值保持在峰值电流限值以上。

    谢谢你

    此致

    Onkar Bhakare