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TPS53318在低压大负载的情况下输出电压不正常

大家好。

我自己根据TI仿真绘制了一个电路图。电压输入范围为5V-22V,而输出为4v. 在输入电压较高或负载电流较小的时候,输出电流都很正常。但是在低输入电压且大电流负载的情况下,输出电压不正常(红色数字)。随后我会将测试数据以及原理图贴上。

请帮忙分析问题可能出在何处。(请注意,输出电压的测试位置在输出电容两端)

    • 您好,
    • MOSFET,电感,等器件都会有一定的压降,当占空比较小时,可以通过提高占空比的方式补偿,当输入与输出压差较小时,占空比较大,此时补偿的程度有限
    • 建议使用EVM做实际的测试,仿真结果仅供参考

  • 你好,你的输出不稳可能是环路问题,建议将R3电阻增大,R3过小会导致环路带宽减小,引起环路不稳定。 同时还需要满足外部纹波注入幅值在10mV~15mV之间(V-ripple=(Vin-Vo)*Ton/R3/C8)

  • 你好,

    反馈的输出电压点和测量的输出电压点是同一点吗

  • 你好,我根据您提供的方法又试了一次,没有太多的效果。我今天又测试了一下现象。在6V输入下,逐渐增大负载电流,在大约2A左右是一个分界点。在小于2A的电流下,逐渐增大负载电流能够看到SW点的占空比是逐渐增大的,这个可以理解是在补偿由于大电流损耗在线路上的压降增大。而在2A以上,随着电流增大,而占空比反而减小,导致输出电压也进一步减小。直到最后欠压保护。

    同时,我也查看了反馈电压,是按照输出电压进行比例缩放的,没有太多异常。

  • 您好,我理解您的意思是,在低压大电流下,Toff的时间不符合spec,无法补偿输出,所以导致输出有问题。

    我先给出我的实验结论:不是此参数问题。过程如下:

    在8V的输入电压下,负载电流在6A左右是个分界点。当电流小于6A,负载电流增大,而占空比也增大。此时OFF状态的时间大概为500ns左右。这个可以理解,因为电流增大,电压在线路上的损耗增加,导致反馈的电压降低。芯片内部补偿提高占空比,所以可以稳定输出。

    而当电流大于6A以后,电流逐渐增大,反而占空比逐渐减小。导致电压输出开始跌落。这个事情无法理解。

    同时,我也查看了反馈电压,是按照输出电压进行比例缩放的,没有太多异常。

  • 增加R3是有效果的么?看到你的回复,但是貌似又被删了。

    R3一般取值10K左右,太小会降低环路带宽,过大会导致相位裕度不够,造成环路不稳定

  • 没有太多效果。想请教一下,环路不稳定的现象会是什么样的?

  • 输出会发生震荡,SW波形不稳,还有一些意想不到的情况等等。方便上传一下你的SW仿真波形么

  • 非常感谢您能帮忙持续回复,有任何需要得到的数据可以直接提出来,我一定实验配合。感激!

  • 这是在你输出被拉低时候的波形么?此时输入是多少呢,6v?

  • 还有负载和输出此时是多少,给一下输出波形,

    此时的外部纹波注入取直是多少,测一下反馈管脚的ac波形,谢谢

  • 1.这个是我用WEBBENCH仿真出来的SW波形。条件是输入6V,输出负载为8A.仿真下输出电压是正常的.当然实际输出是不正常偏低了。

    2.您说的外部注入取直如何获取?反馈管脚的AC波形您希望是在什么条件下测得的?

  • 从仿真波形来看,你的频率在1MHz,而这颗料的Toff-time的典型值是260ns,也就是说占空比最大可能只有74%,很接近你在重载下的工作占空比,所以有可能是占空比限制了输出电压,所以需要降低频率试一试

  • 我当时也曾怀疑过Toff time。所以我就将输入电压稍微调高到8V。而相应出现输出电压有问题的负载电流也变大了。我这样做的目的是使占空比变小。留给大负载情况下的占空比微调补偿。我测试了在8V输入,8A的负载电流下,Toff time是没有违规的,而输出电压依然不正常。

  • 方便上传一下在8V时的SW波形么,波形包括频率, Toff-time信息。 因为Toff-min的典型值是260ns, 而max是400ns。

  • 8V输入,3A负载

    8V输入,6A负载

    8V输入,8A负载

    如上,8V输入下,分别在3种负载电流得到3个输出电压。其中8A负载的输出电压是不正常的。而这个时候的Toff我觉得是正常的时间。之所以不能正常输出电压,是因为在这样的情况下输出的占空比不合逻辑的减小了。当然,我觉得这个不是根本原因,而是一个现象。但是恕我愚笨无法得知更深层次的原因。

    我再重复一下不正常的规律吧。

    当输入电压越低,让输出电压不正常的负载电流值也就越低。比如在6V的输入下,负载电流在3A左右就会不正常输出了。当然现象也是占空比随着负载电流增大而减小。

    谢谢!

  • 您好。后来我有传上数据,不知道您有看到吗,是否有新的想法?

  • 你好,尝试将trip电阻再加大一点,但不要超过150K,看看是不是还是同样的现象。谢谢