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TPS63070大负载启动异常

yang yu17
Prodigy 60 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63070EVM-693, TPS63070

1.测试电路板：TPS63070官方DEMO，型号为TPS63070EVM-693


2.输出电压：5V（VSEL引脚接高，输出电压为5V）
3.输入电压：9.8V，确定芯片工作在BUCK模式下
4.PS/SYNC引脚接低电平，强制芯片工作在PWM模式
5.负载：大功率电阻，5欧姆/50W
6.测试过程：
a.空载启动，输出电压为5V，电源芯片工作正常；
b.带负载启动，输出电压为3.0V左右，输出电压不正确，电源芯片工作不正常。查看上电过程中输出电压波形，电压上升到3.85V之后下降到2.9V后稳定。

此时L1引脚波形如下，方波占空比30.7%，符合9.8V输入，2.9V输出条件.

c.空载启动成功之后——即PG引脚输出高电平之后，再带电接入负载，输出电压基本不变。也就是上电成功之后，再将负载电流从0A上升到1.25A，输出电压基本不变，符合芯片手册中负载传输相应曲线

d.将VSEL引脚接地，输出电压为3.3V。此时带负载启动，输出电压为3.3V，输出电流0.825A。芯片正常工作。
e.将VSEL引脚接地，输出电压为3.3V。此时将负载电阻改为2欧姆/50W，计算输出电流1.65A。此时带载启动，输出电压降为为1.8V，电源芯片工作不正常。
7.分析：
从第6项的a-c测试，基本可以分析到，1.25A负载条件下，芯片的启动过程收到影响。查看芯片手册，图表17和19分别描述了输出电压为7V和9V的情况下输出电流的大小，可以读出10V输入电压时，输出电流最大为0.88A和0.78A。我理解这表示输出电流大于这两个数值的情况，会影响芯片的正常启动，所以此时芯片输出不正常。


从第6项的d-e测试，也可以验证输出电压设置为3.3V条件下，启动电流仍然是有限制的。

8.我的疑问是之前的分析是否正确，如果正确，应该如何解决这一问题。非常感谢！

  • 0
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       从描述看看起来是电流限制住了，但是按照你的条件，板子是可以带载超过2A的。

       能够用电子负载再确认一下？ 

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 60 points

    木有电子负载啊，只有电阻

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 60 points

    嗯，你提到使用电子负载，目的是测试负载电流在从小到大的变化过程中，电路启动之后输出是否正常？比如说电流达到某个阈值之后就被钳制住，电路启动不正常

  • 0 回复 yang yu17
    TI__Guru**** 308311 points

    Hi

       主要是不确认你电阻负载的特性，但是你可以放心的是EVM是不会有问题的，所以才让你用电子负载确认。

       电子负载可以满载启动也可以调的。

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 60 points

    产品会有输入电容和电感的影响，但是纯电阻的寄生电容和电感都不会很大。测试过程中我用的就是纯电阻，这个测试不成功。之前也尝试过输出接我们的产品，但是启动同样不成功。

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 60 points

    你好，我使用WEBENCH软件对TPS63070进行仿真，发现在重负载的条件下，实际输出电压会小于设计电压，这一点与实际测试相符。

    仿真电路和参数：

    仿真结果：

    我的分析如下：

    手册中在Soft Start一节中提到：During soft-start, as long as the output voltage is below the power good threshold, the input current limit is reduced to typically 1A.在软启动期间，输入电流会限制到1A，我认为在输出电流>1A的情况下，就是这个软启动的设置造成了输出电压不正确。

    由框图可见，在buck模式下，红色框内的两个mos管工作，Current Sensor 会监测高端MOSFET电流，在输出电流>1A情况下，Current Sensor报警，从而通过控制gmc来改变MOSFET控制端占空比，于是造成输出电压降低的情况。

  • 0 回复 Johnsin Tao
    Prodigy 20 points

    您好，我们的板子在使用的时候也出现了这种情况，就是转5V电压部分在只接入一部分负载的时候正常工作，但是再接入其他负载的时候，开关需要来回打开好多次才能使转5V部分工作，请问出现这样子的情况会有哪些可能原因造成？

  • 0 回复 user5234541
    Prodigy 60 points

    我没有继续深入的研究这个，直接就没有用它。我理解是上电过程中负载的大电流导致芯片内部过流保护启动，从而影响启动过程。解决的办法也是从控制启动电流入手，比如负载电路在上电成功之后的一个时间点再使能EN、设置负载电路缓启动时间SS或者使用电子开关控制负载电路的供电。具体办法你就要根据你的实际电路选择了，可以做实验。