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TPS54531 补偿元件取值问题

kay_yin
Intellectual 699 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54531

Dear sirs，

     使用TPS54531 +RDAC方案设计 Vout ：5-20V可调电源。

关于datasheet中Typical Application 电路中补偿元件C6，C7，R3取值有如下问题，

1、根据"COMPENSATION COMPONENTS"章节中几个计算公式，这三个补偿元件的取值和Vout相关，之前设计的时候补偿元件直接按照典型电路Vout fixed 5V来取值，这样的话如果后续应用中调节Vout=20V 是否会有风险？

2、三个补偿元件的取值是否有办法 可以兼顾到Vout=5V~20V

感谢！

  • 0
    TI__Intellectual 1511 points

    您好，

    请问你的输出电流是多大？对动态性能要求高吗？是给什么负载供电的？

    首先建议RADC改变的是采样的下端电阻R6，这样不会改变拓扑传递函数和补偿网络。

    如果没有特殊要求，这是可以实现的。拓扑开环传递函数的低频极点（式15）按Vomin和Iomax计算，式16的VREF/VO可以改为R5。补偿网络的计算可以采用附件的计算书。

    Type2, design aid 2007.xls
  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    感谢您的回答！

    输出电流最大5A，对performance要求不算太高，主要要求能稳定工作。

    为了让RDAC调节和Vout保持线性关系，将RDAC接到了上端电阻R5的位置...

    有无相对保守的取值，不要求performance多高，但Vout 1-20V可调 ，Iout max=5A，Vin=24V这种情况下，这颗SWR能够稳定工作就可以了

  • 0 回复 kay_yin
    TI__Intellectual 1511 points

    对，接在R5可以保证线性关系。

    如果在Vomin下稳定，Vo增大，R5也增大，系统穿越频率降低，相位欲度增加，系统也越稳定。所以按Vomin设计就可以了。

  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    非常感谢！后续调试中碰到什么问题再跟您请教！

  • 0 回复 kay_yin
    TI__Intellectual 1511 points

    不客气，相互学习，谢谢您使用TI的芯片。

  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    HI,之前跟您讨论的电路，原理图按照datasheet中typical电路设计，目前在调试中，

    碰到一个问题，当Vout和Vin压差小于1V左右的时候，会看到Vout输出锯齿波，电感也伴随着发出“吱啦”声...如图（Vin=8，Vout=7），

    看起来Vout，Vin压差小于一定值的时候，SWR不能稳定工作？在这种压差很小甚至接近的情况下，有没有办法让SWR稳定工作？（P管一直处于导通 状态？）

  • 0 回复 kay_yin
    TI__Intellectual 1511 points

    你好，

    很高兴你的电路有进展。

    这个现象是正常的，芯片datasheet第三页表格中有个Maxmum controllable duty ratio为93%，所以会有最小压差的限制。原因在于BUCK电路MOS管的驱动是需要隔离的，所以采用BOOT电容自举驱动的方法。BOOT电容在MOS管关断的时候充电，为下次MOS的导通提供能量。如果占空比100%，BOOT电容永远处于释放能量的状态，这是不可能的。

    您的电源有最小压差的要求是吗？

  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    感谢您的回答，

    设计的时候考虑留有压差的阈量...只是如果能让Vout=Vin，那就更好了...

    所以看起来没有办法让P管一直导通，让Vout接近Vin了？

    如果做不到这样，那我调节RDAC升高Vout电压到Maxmum controllable duty ratio时，有办法让电路就稳定在这种状态下吗？即我继续调节RDAC升高电压，Vout不变继续维持在最大值下....否则不小心超过这个最大值，输出锯齿波，电感啸叫，还是蛮恐怖的...

  • 0 回复 kay_yin
    TI__Intellectual 1511 points

    你好，

    54531是N管哈。

    有没有办法考虑加个输出限压电路呢？比如稳压二极管。

    希望可以帮到你，谢谢。

  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    help~help~

    随着调试的进行，又有如下问题要麻烦你了

    1、Vin=5V时，Vout超过3V，输出就会变成之前提到的锯齿波，这个时候应该还没达到“Maximum controllable duty ratio”吧，为什么就不稳定了呢？

    另外datasheet中有提到：“To improve drop out, the TPS54531 is designed to operate at 100% duty cycle as long as the BOOT to PH pin voltage is
    greater than 2.1 V typically.” 是否可通过外部控制的方法让BOOT to PH pin voltage 大于2.1V，即Vin=5，Vout也能接近5V？目前看起来有这样的应用需求....

    如果这款SWR不行，是否有其他款SWR可以做到Vou可以t几乎等于Vin？

    2、关于EN PIN，datasheet中有提到通过外部控制 drive low或floating来关闭或者打开输出，但是在本设计中控制信号只能drive low和high（3.3V），是否可以通过drive high来打开输出？不过看起来如果通过drive high来打开输出，Vin UVLO应该就不起作用了...这样是否会有风险...

    3、如果在Vout端外灌一个比Vout更高的电压会出现什么情况，是否有风险？（分EN PIN disable enable情况？）

    感谢！！

  • 0 回复 kay_yin
    TI__Intellectual 1511 points

    你好，

    The TPS54531 is disabled when the VIN pin voltage falls below internal VIN UVLO threshold. It is recommended

    to use an external VIN UVLO to add at least 500 mV Hysteresis unless VIN is greater than (VOUT + 2 V).  

    可以通过外部加电压的方法保证百分之百占空比，但需要隔离。

    关于你这种应用，converter确实没有找到满足这么大电流又可以100%导通的芯片，controller倒发现一些，你可以在http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/step-down-buck-controller-products.page#p212max=99;100&p238min=1.8;4.5&p238max=25;75 上选择最适合你的一颗。

    在Vo端外灌比Vo更高的电压，FB被抬高，系统检测输出电压升高，会关闭上管试图减小输出电压，所以上管会一直关断。如果灌入电压大于输入电压，会出现电流倒灌，电感最后会饱和。烧会电路。

  • 0 回复 Martin Wen
    Intellectual 699 points

    Dear Martin,

        我之前提到的第一点，确定不是VIN UVLO的问题...我通过外部可调电阻将UVLO设置在4V左右，并留有500mV的Hysteresis...

    现象是Vin比较小的时候 （e.g. 5V）,Vout达到Vin 70%，输出就不稳定了...

    奇怪的是，该电路还有一路输出也是用的该DC-DC 但是FB 电阻不是用的RDAC，而是直接用的0603贴片电阻，Vin=5V 时Vout可以达到4.8V，看起来占空比可以达到90%以上...

    看起来我碰到这个问题是由于FB使用了RDAC引起的？Why？ 如果使用RDAC有什么改进的办法？

    另外如果FB使用RDAC，Vin提高了，发现Vout就可以达到Vin的90%以上..