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tps43061工作一段时间(1分30s)后自动停止工作,之后还能重启。电感发热严重

用的TI的Webench   Designer设计的应用电路,自己做得Lyaout,BOM参数与设计一致。输入12V(9V-15V),额定输出20V4A。

开关频率:750KHz

现象:1.刚上电时,正常带动20V3A负载(电池充电电路。充电电路单独测试过,没问题),在这一过程中功率电感温度逐渐升高,大约1分30s左右,输出被关断(串了万用表观察电流),此时电感温度很高,估计70-80°C左右。过一会约一分半钟,负载又重新有电。之后30s再次关断,反复。

             2.Comp脚电压为1V到2V间40KHz的方形(梯形)波,FB脚为1V到2V的三角波,在波谷位置还有几个脉冲(750KHz);

             3.在驱动负载的时候,输入12V处有1.6V,46Khz的纹波。

             4.断开充电电路,负载端直接加一功率电阻(10欧姆,100W)试过,现象一样。用大功率风扇吹着,能一直坚持着不断,但电感发热太多,整体效率只有80%。

              5.PCB设计时电感(SRP1250-3.3)的正下方做了铺地处理,没有挖空。

           请各位大神帮忙分析分析,问题可能出在什么地方,如何测试与改进。拜谢!!!

  • 降低开关频率,使用更大功率的电感,饱和电流一定要大,然后PCB的面积尽可能大。

  • 从第二条描述来看,环路参数应该是不合适,电路存在震荡。建议先更改环路参数,让电路工作正常。

  •       非常感谢您的建议,我会尽快尝试。功率电感正在采购,周期有点长,估计这周末到。

    1.开关频率试过降到520KHz(对应110K电阻),效果不明显,降太低的话会降低电源的效率吗?比如我降到300Khz。

    2.EN脚用的是两个大电阻分压(输入12V),设置UVLO的,这个应该不会影响吧。

    3.Comp脚的阻容件,如果不匹配会有哪些影响,会产生现在这种现象吗。

    4.您说的PCB面积尽可能大,是说的Cin、Rsense、L、高端MOS、Cout这条电源主路径吗,还是有其它应注意的。

    5.PCB上,MOS管等都是手工焊接的,请问,MOS管下边没有和大的开窗焊盘充分接触,会导致电感发热吗,我的两个管子是紧邻放置的。用手摸过两个MOS管,管子温度都比较低,体温左右。

    6.您之前的回复很及时,非常感谢。自己对开关电源这块了解的有限,可能有些问题问的比较白痴或没问到点子上,请见谅。不断学习中!

  • 感谢您的回复,我会尽快尝试,谢谢。

  • 您好,感谢您的回复。

    之前描述的现象是在加入负载的情况下出现的,在空载的时候,各个信号都比较稳定,电压值也正常。

  • 实验的时候用点温计看看芯片温度和电感温度,看看是芯片过温保护还是电感过温

  • 首先检查效率,看看是不是效率很低?如果效率很低发热是会很严重,同时说明芯片工作不正常,需要检查SW是否震荡,电感电流是否饱和等

  • 感谢您的回复。

    SW上信号有明显的震荡。

    高端和低端MOS管的开关信号没有同时打开的情况,可能是因为同步的原因,不过SW信号确实有明显的震荡(阻尼)。

    请问产生这种现象的原因是什么?

    导致它震荡的原因也是导致我的电感发热严重及电路不能正常工作的原因吗?

    应该如何去改进呢。

  • 可能是反馈环路不稳定。

    1.我将输出端反馈电阻并联的电容去掉了,上电后坚持了5分钟多,输入电压12处也没有了巨大的纹波。(之前不够仔细,按照手册设计的电路,按照Webench设计的参数)

    2.查看SW波形,现在应该工作在CCM模式,之前是DCM的波形。

    不过自动断电,再次自启动后,只能坚持1分30秒上下。我观察了几个循环:正常工作1分30秒,断开40秒,之后再次正常工作。

    在此过程中,电容温度虽然也是在慢慢升高,但比当初要慢了很多。

    用手摸了一下PCB背面的温度,电感和MOS管背面比较热,但MOS管温度好像不高,没有热电偶,没法准确给出温度。

  • 问题依旧没解决。

    之前现象:输入电源有好几伏的纹波,输出电压也有不小的纹波。

                        驱动负载1分30秒自动断电,停歇一会后自己重启,30s后再次关断,循环。

                        在此过程中,SW信号有明显震荡,电感温度逐渐升高,最后输出自动断开。

    调试手段:降低开关频率(RT=110K),调整环路补偿元件(去掉补偿阻容件中并联的电容、输出端反馈电阻并联的电容)

    现在现象:输入输出电源的大纹波消失,但仍存在工作一会停一会的现象。

    还请各位朋友、大神能关注一下,给点宝贵的启示或建议,谢谢。

  • 您好,

    分享两个思路:

    1.输入电压降低,有没有可能是输出功率过大,将输入拉下来了?

    不建议用万用表检测电流,因为万用表测量的数据是平均值,不能看到整个电流的走向和趋势变化

    2.电感发热严重,是否有可能电感饱和了?

  •  问题解决了。

    1.降额使用。负载降低了一半。

    2.PCB电路板。主电源回路的所有走线加宽,铜厚加倍。

    3.功率电感。功率电感选择了额定电流(Irms、Isat)更大的规格。