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TPS54231无法用5v输出3.8V

liu jie
Prodigy 10 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54231

您好，请问如何能够使TPS54231电源芯片由5V输出3.8V这样的电压？我设计的电路无法输出，不知道怎么修改才能让他输出正常；我测试6V能输出3.8V，但是5V怎么也无法输出，请帮忙确认，谢谢！

  • 0
    TI__Prodigy 700 points

    在6v输入的时候看看两个点的波形：1芯片Vcc的电压，看看是否因为有输入肖特基导致此点电压过低2.看看PH点的SW波形是如何情况，在做判断。

  • 0
    TI__Expert 3556 points

    无法输出表示输出电压为零，对吗？请问您的电路R21的电阻值是多少？

  • 0 回复 Zhou Fang67
    TI__Guru**** 308311 points

    从现象看，很可能是输入电容的问题，请确认是否是输入电容离芯片Vin太远了，在Vin脚(或者尽量靠近Vin脚)焊一个10uF的电容，如果能正常输出，既可以验证问题所以。

    layout上要求Vin的trace宽一点(输入电流要求),  典型的10uF低ESR陶瓷电容尽量靠近芯片Vin脚。

  • 0 回复 Martin Ma1
    Intellectual 555 points

    实际测试PH与BOOT波形,比较奇怪的是当输出增加轻载 15mA的时候,芯片就可以正常工作了.

    另外Boot外加 3.3V 恒压源芯片就可以正常工作,输入电压提高到6.7V也可以正常工作,请问 TPS54231 内部的 charge bump 架构是什么架构的,谢谢!

    TPS54231 Test Report.pdf
  • 0 回复 lanjie Liu103016
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       charging pump电路由外部的boot电容和芯片内部的boot电路构成，TI没有提供这一块的电路，但是您可以参考TI的升压chargepump芯片： http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=tps60150&fileType=pdf 见第四页Figure 3. Functional Block Diagram

        建议你确认一下boot电容，要求是0.1uF的陶瓷电容。

        另外建议你去掉R4,R5两个电阻后重新测试，看看效果，原因是PH的波形是MOS打开后然后驱动因为chargepump电压不够而关断的波形，每次启动后成下降趋势，这个除了是chargepump电路异常外还可能是EN设计上的欠压导致的。

         另外您的输入电容建议是10uF的陶瓷电容，靠近Vin脚，建议更换测试看看？

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Intellectual 555 points

    Dear Johnsin:

    有都尝试过,没有特别之处,输入电压升高就可以了,外加 3.3V boot 也可以.

  • 0
    TI__Expert 6442 points

    请减小C4到1nF左右，补偿的零点太低了。

  • 0 回复 lanjie Liu103016
    TI__Expert 3215 points

      你好！根据你的报告和现象描述，想确认一下问题：

      1. 5V输入15mA可以正常输出，是只在15mA可以启动和正常工作，还是说在15mA可以启动，之后加减负载都可以正常工作？

      2. 从你的test report看Vout有可能进入输出过压保护(OVTP: above 109%*Vref)，所以麻烦你再展开Vout瞬间升压的详细波形看看(Boot, PH, Vout)。

      3. 另外环路是可能有问题，可以按照Scott的建议改为1nF试试。

    Best Regards,

    Randy Wang

  • 0 回复 lanjie Liu103016
    TI__Expert 3556 points

    查看了一下您的波形图，有可能出现这种情况的原因如下：

    既在同时出现low headroom（输入和接近输出时）和输出负载电流很小的情况下时，Boot capacitor无法充电，导致无法达到芯片内部High side Mos管导通条件造成的输出电压无法稳定保持的情况。

    首先第一个证据是：5V输入，空载展开1图

    PH引脚最后稳定时的电压为1.8到2V， 其实就是等于输出电压，出现这样的情况就是上管关闭，PH和输出还有二极管形成回路。在有电流流过的时候SB340A理论上应该会有0.5v-0.7v的电压降，但是在波形上没有，推测是由于进入DCM模式，空载情况下，电流基本为零，而且没有电流也就无法给Boot电容充电，也就无法继续开通上管。这个推测也满足“没有电流给Boot 电容充电导致无法开通上管”的结论。

    另一个波形图：5V输入，带负载15mA

    从通道3的PH波形可以明显看到：上管开通时，PH电压为5V。当上管关闭时，电压首先被拉低到负值，由于二级管导通，有电流流过。之后，由于电流降为零，进入DCM模式，二极管寄生电容和电感加输出形成回路，造成LC震荡。但是由于刚关闭上管时，有电流给Boot capacitor充电，所以上管还能继续开启并导通。

    我建议您可以参看一下这份资料：http://www.ti.com/lit/an/slva444/slva444.pdf

    可以看到资料里面的Figure 3和测试报告中的5V 空载的情况非常接近。可以作为解决办法。

  • 0 回复 Zhou Fang67
    TI__Expert 3215 points

    有道理，不过按照文档里面做一个charge pump的电路，貌似还不如加个假负载来的简单实际，当然是在客户不太在意空载效率的情况下。Any better ideas?

  • 0 回复 Randy Wang
    TI__Expert 6442 points

    可以增大电感强制控制器工作在CCM。

    但从您的应用看TPS62065或许会更适合。

  • 0 回复 Scott Sun
    TI__Expert 8935 points

    Hi，

    这个问题是由于低压差下boot电容充电不足造成的，建议你采用下述两种方法试试：

    1. 增大BOOT电容，如1uF？2.2uF？4.7uF？看有否改善，但需注意BOOT电容耐压足够大。

    2. 尝试添加下图两个元件，以给BOOT电容提供充电回路。

    谢谢！

  • 0 回复 Jacky Wang(QD)
    TI__Expert 3215 points

    Jacky这个方案是可行的，但是一者该电路仍然需要大量验证可靠性，二者在负载大时损耗会比较大，超过1A已不建议使用。

    实际上非要是5 to 3.8V应用，小于1A可以采用LDO，损耗不会太大，而较大功率的应用不如采用同步整流DCDC转换器，FCCM（强制连续导通模式）下不会有这样的问题。

  • 0
    TI__Intellectual 1880 points

    hi，看你输出电流多大，如果输出电流低于1A, 就没必要纠结用开关电源来做，直接用LDO呢，如果电流超过1A，可以建议用LMR10515X来设计；

  • 0
    TI__Expert 4795 points

    你好，

    你描述的现象应该是以下文章说明的问题，请参考。

    http://www.ti.com/litv/pdf/slva547