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TI的工程师每天都打的什么硬仗?电源偶发故障问答全记录

1年前浏览750

A:原理图如上所示,我们遇到了一个偶发故障。芯片为TPS61088,电路设计为输入5V,输出12V。后级电路都是12V供电。但是电流大了,就升压不成功,VOUT=4.4V。请教一下是什么原因导致?

TI: 您的补偿网络参数很奇怪,请将其更改为10kΩ+10nF,然后再次检查。

A: 谢谢你的建议。我已经使用我们目前的示意图在TI-SPICE中进行了模拟测试,但结果并不理想。

TI : 我不知道你在仿真中使用了多大的输出电容。在实际应用中,有效输出电容将远小于额定值,并且该电容会影响环路响应,建议你在实际的PCBA上面测试。

A:好的,我们来做测试。你能在这个设计上看到其他与你有关的东西吗?你认为只有补偿网络才能解释我们所看到的问题吗?

TI:您的原始参数会导致稳定性问题,因此会导致输出侧/电感出现振铃。所以我想先检查一下你的问题是否是由补偿引起的。

A:你提到我们的补偿网络很奇怪,但这是TI的webench向我们推荐的。如下图所示,你能给我建议吗?

TI : 是的,有时webench的结果太理想了。它在计算过程中使用了较大的交叉频率,没有考虑直流偏置下的输出降额。所以请听从我的建议。谢谢

A:谢谢海伦。只是等待零件到达,然后我会做测试。

您能帮助我们了解如果TPS61088电气过载(牵引力超过其供电能力),预期的行为是什么吗?

它的输出电压会自动下降,直到它能够提供该电压,然后保持在该状态,直到需求减少,此时电压再次上升到设计值吗?

或者它会进入某种故障状态,需要进行电源循环才能恢复?

A:我们已经用您的建议值测试了一块经过修改的板,但这并没有解决我们的问题。电感产生了啸叫,这让我开始怀疑PWM和PFM模式。

我们目前正在使用PFM模式,我想知道是否值得测试PWM模式,看看这是否能解决我们的问题。在轻负载条件下,不会出现由低开关频率可能引起的可听噪声和其他问题。你能详细说明一下在轻负载条件下,开关频率低还会导致哪些其他问题吗?

TI:当负载电流为0A时,你能得到稳定的12V输出电压吗?

对于TPS61088,如果触发电流限制,Vout将降至目标值以下。通常在Vout_target和Vin之间不能下降到0V。因为Vin和Vout通过体二极管连接在一起。见下图:

A: 我知道Vout不能降到零,我已经能够通过使用TPS61088背面的可编程直流负载来重现我们问题的症状,我通过向TPS61088添加恒定瓦数负载,然后逐渐增加负载来重现这个问题。

我将不得不修改一块板,以测试0A负载电流。

我有一些问题:

1) 对于Webench的设计,Rlim的值为105kOhm,其iLim为11.3A,然而,我们的设计仅适用于1.2A的输出。iLim的值太高了吗?感觉太高了?你推荐什么价值?降低Rlim的价值会对我们的问题有所帮助吗?

2) 对于我们的设计,Css建议为8.2nF,但我在数据表中看到,典型应用为47nF。增加软启动时间会帮助我们解决问题吗?

3) PFM模式还可能导致哪些其他问题?我们看到的问题是否有可能与PFM模式有关?

TI:你测量电感的波形了吗?我注意到Rfsw=237k,而电感器只有680nH,通常情况下,应该根据Rfsw=237k选择>1uH的电感器。

如果你改变了补偿网络,在测试前改变它,参数就会不稳定。

根据我们的实验室测试,TPS61088可以在移除OCP后自动恢复。今天晚些时候我会在实验室再次检查。


A:
是的,我们有5块修改过的板,上面的补偿网络已经更改。一定要在上面做测试。对我关于Css和RiLim的问题有什么建议吗?600nH和237k直接来自Webench设计。


TI:当Rsw=237k时,应选择>1uH电感器。1.2uH-2.2uH是一个不错的选择。Webench的结果不好。有时Webench推荐错误的值。


A:谢谢。请查收轻载的图片,此时12V输出稳定,即使负载为0A。但下面还是显示了一些振铃。

Pictures:

Inductor (12V side):

Inductor (5V side):

TI:看来TPS61088在PFM模式下工作稳定。在空载条件下,PFM模式的工作频率非常低,低于20kHz。

SW环正常。对于Vout纹波,您可以使用最小的环路进行测量,否则噪声将耦合到探针中。

A:根据你在这些图片中看到的情况,你还会建议增加电感器的电感吗?

您还建议进行其他更改吗?

TI:最好换成1uH电感器。但无论如何,除了轻载条件外,您还需要检查满载条件。

A:请问增加电感的主要原因是什么?是为了降低Ipp和Ilpeak,从而降低Vripple吗?或者还有其他好处吗?

TI:具有较低的电流纹波,因为铁芯损耗较小。

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来源:EEDesign
电源电路电子芯片电气
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-17
最近编辑:1年前
EE小新
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