TPS51216输出问题

TPS51216输出问题

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  • 秀才461分

    设计目标:

            输入电压:5V

            输出电压:1.8V

           输出电流:4A 最大

    电路图如下:

    问题现象:

    首先将S3和S5置高,

    测得电感后级输出稳定在0.736V,没有达到1.8V。使用万用表测量时,显示先到过1.8V后马上下降为0.736V

    由于VLDOIN是接在1.8V上的,导致VTT和VTTREF都没有输出0.9V。

    VREF输出电压为1.823V,VREFIN的电压也为1.823V。后将VREFIN的电压分压到1.5V,后级输出还是0.736V。

    1.请问反馈电阻R477设置为10K,R478不焊接是否正确?

    2.MOS管Vin接5V是否会影响输出?

    3.电感取值是否合理?

    对比了参考电路slur270.pdf中page7没有发现很大的区别,请指出设计中可能存在的问题,谢谢

  • 进士8868分

    1,关于反馈电阻和电感的取值建议参考数据手册SLUSAB9A, R478不能空着

    2,MOS管接5Vin是可以

    3, 建议抓取VSW节点的波形(分别在空载和重载条件下)

    4, VTT和VTTREF这个内部的LDO没有输出是因为你的VCC1V8处电压不稳,所以你首先要解决的是开关电源的输出问题

  • 秀才461分

    1.因为TPS51216输出电压上限为1.8V,VREF输出的参考电压即为1.8V,

    因此R477选取为10K后为了是REFIN为1.8V所以讲R478悬空,

    如果R478必须要焊接电阻那么需要1M左右的电阻方能满足要求。

    2.另外为了验证是否是R478导致输出不正确,在R478处焊接过50k左右的电阻,

    将REFIN设置为1.5V,但是测量mos管后级的输出仍旧是0.736V,

    所以怀疑是本身控制环路有问题,希望帮助复查在电阻、电容、mos管选型上是否需要优化。

    另外boost管脚是否需要二极管进行上拉?

  • 进士8868分

    关于电感电容的取值参考数据手册上的公式即可。另外boot电容处可以不加上拉二极管,只要你V5IN进来的电压是稳定5V,其内部已经存在二极管了, 关于MOS选型只要保证其栅极驱动电压为为4V左右即可。

    关于环路,由于该为DCAP控制,环路上只要注意输出电容的选取就可以。

    建议在的VREFIN处再加一个小电容0.1uF左右

    所以建议你可以将MOS管驱动电压波形, VREF和VEFIN处电压, VSW波形抓取一下, 谢谢

  • 举人1250分

    您好,

    请问电感的耐流值选取的是多少?

  • 秀才461分

    电感选型为IHLM2525CZERR47M07(0.47UH) 饱和电流为25A

    另外根据datasheet 第17页的稳态要求

    目前mode管脚下拉电阻式200k,意味着switching frequency是400Khz

    根据目前设计Cout为330uf左右,ESR估计为8毫欧

    公式左侧1000000/(2*3.14*330*8)Khz=60

    公式右侧400/3Khz=133

    由于除了330uF以外还并联了其他小电容,等效电容值会更大,是可以满足稳态条件的。

    另外是否根据上次的分析在R478处增加1M欧姆的电阻?

  • 秀才461分

    目前是根据根据datasheet手册21也的要求进行计算设计

    1.计算反馈电阻:

    公式中R1取10K,就是原先原理图中的R477,由于输出Vout是1.8伏,公式中分子极小R2近似为无穷大

    根据 的反馈R2不能浮空,所以选取了1兆欧的电阻尽心焊接;

    2.计算电感数值

    (3/(12A*400K))*(5-1.8)*1.8/5=0.86uH,实际焊接值为0.47uh对应的Imax电流为18.38A左右

    3.计算Rtrip,在室温环境下Itrip = 10uA,假设Iocl = 8A 

    MOS管的导通电阻为5.5毫欧

    计算Rtrip = 8*(8-((5-1.8)/(2*0.47uH))*1.8/400/5))*5.5m/10uA = 21.71k 实际焊接36.5k,对应过载电流为11.36A

    4.输出电容选择

    实际选取松下poscap电容2R5THE330MF

    电容值为330uf,耐压值为2.5V,ESR为15毫欧,后级芯片上的0.1uf和0.01uf小电容暂时不考虑在内

    1/(2*3.14*330u*15m)=32.16k < 133.3k = 400k/3

    1.8*15m/400k*0.47uh=143mV > 20mV

    综上所示,在理论计算层面没有太大问题,但是后级mos端就是没有输出,请技术支持参考



  • 秀才461分

    各位TI工程师,能否根据目前我反馈的情况提供一个测试的思路

    目前我觉得从设计角度排查没有找到不稳压问题的根本原因,请各位指点。

  • 榜眼22540分

    把DRVH和DRVL信号抓出来看看,看看驱动信号对吗?

  • 秀才461分

    请问有没有驱动节点波形的参考文档,我想参照后进行对比和分析,谢谢Max Han

  • 榜眼22540分

    因为这个芯片没有EVM,所以暂时没有

    你可以测试后发出来,大家一起帮你看看

  • 秀才461分

    好的,谢谢Max Han。下周一会附上测试波形,届时希望各位工程师能够一起分析一下。

  • 秀才461分

    通过检查PCB布线发现TPS51216的pin7(GND)是直接连接到芯片底部的热焊盘上,

    请问这样的连线是否会影响控制回路并引入噪声?

    GND and PGND (power ground) should be connected together at a single point.

    TPS51216哪些管脚一定要参考PGND呢?

    如果没有单点接地是否会有非常大的影响,是否有补偿手段?

  • 进士8868分

    关于布局布线请参考数据手册的23-24页,里面有很详细的指导,谢谢

  • 秀才461分

    @Vental Mao

    我是想问如果目前gnd和PGND没有实现单点接地的情况下是否会对后级的稳压产生决定性的影响?