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关于40055低压保护的问题

Other Parts Discussed in Thread: LM3444, TPS40055

                楼主想使用TPS40055设计一款降压的电源,但是对其功能以及如何使用不太明白,除了低压无法启动的问题,故发帖求助:Rt=820K,Rkff=270K,1脚和3脚之间的电阻是330K。输出电压5V15A,12V输入5V输出满载效率94%。就是启动电压问题无法解决。请各位老大帮忙分析?

帖子链接如下所示:http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/44935.aspx


               对于楼主的这个问题,TI FAE:给出了解答:按照公式计算,Rkff=221.5kohm,  可以取220kohm.同时注意layout, 在尽量靠近Vin脚处layout一个10uF陶瓷电容稳压,2个至少22uF的陶瓷电容layout靠近MOS输入端,以及输入的储能电容330uF*2, 这些都是为了在瞬态变化时尽量稳定输入电压,使其能在Vin=8V时工作(防止电压被拉低)

             同时还指出,另外在datasheet:http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/tps40055.pdf第十页有提供欠压保护的迟滞设计,也可以用来解决设计较为低的输入电压。

               对于楼主的另外一个问题:不太明白为何,当KFF脚不接Vin,而是接BP10脚,但是占空比依然与Vin有关联。

               TI的技术人员也给出了详细的解答: 对于buck降压芯片,占空比都是可以看做是D=Vin/Vout ,这个KFF连接没有关系。 就TPS40055这个芯片而言,KFF其实和占空比没有直接的关系,只不过KFF与前馈补偿有关,前馈补偿能抑制输入电压波动引起的不稳定,显然将KFF接到BP10后,将失去前馈补偿。

          具体的可以参考下面的计算公式:

              楼主还有另外一个问题,我们一起去看看:现在关键的问题是,KFF通过电阻接到BP10后,如果调节相连的电阻使其启动电压为9V,输出5V的时候,输入电压9-40V,都不会对输入电压有影响,但是如果输出电压设定为13.8V,这个时候输入电压要到20V,才有稳定的13.8V电压。要想输入电压为16V,输出电压能稳定输出13.8V,那么必须得调节KFF与BP10之间的电阻,但是调节这个电阻了,启动电压就会被提高了。现在的目的是想不需要调节KFF与BP10之间的电阻值,实现启动电压9V,输入电压16V的时候,输出电压能有稳定的13.8V。

             对于这个问题,TI技术人员的回答如下所示:    TPS40055也是降压转换器,因此当13.8V输出时, 输入电压至少需要大于13.8V, 而 假设TPS40055在500 kHz ≤ fSW ≤ 1 MHz时最大占空比在80%, 按照之前的公式D=Vo/Vin <80% , 当Vo=13.8V, 此时必须Vin>13.8/80%=17.25V,接近20V附近。

                那么 TPS40055究竟是一款什么样子的芯片呢?我们改如何正确的使用TPS40055来设计LED电源呢。这些都是我们在设计中需要学习的问题,下面我们就一起去学习一下TPS40055这款芯片的详细功能,如下图所示,是TPS40055的封装结构图:


             关于 TPS40055的封装,其实就是很简单的PWP 16PIN的结构,整体的设计非常简单,下面我们来看看 TPS40055的的输入输出参数,如下图所示:


              如上图所示,我们可以看到TPS40055的输入电压范围是从8V到40V,输出最大电流为2A,输出电压范围从0.7V到35V,典型的控制拓扑结构就是BUCK和,也就是说,LM3444是可以实现降压设计的。无法实现楼主的升压需求。这个对我们的设计就简单多了,

            下面我们再看看TPS40055的典型的应用电路图,如下所示:

           如上图所示,TPS40055是典型的同步BUCK方案,两个同步的MOSFET都是外置的,那么对于这卵芯片的驱动能力,我们就需要格外的关注,如下图所示:
  

        对于楼主所关心的欠压保护的工作情况可以参考下面的波形,如下图所示:
  

                对于楼主所关心的欠压保护的门限值的图形如下所示:

         40055欠压保护的编程设置问题可以参考下面的图形:

                   以上就是关于40055低压保护的问题的分析学习,以及使用40055设计电路需要注意的一些问题,与大家分享一下。

  • 由于TPS40055是BUCK型的拓扑结构,它的最大占空比只有85%,输入输出的压差比较大,所以无法满足楼主的需求,而且考虑同一类型的替代芯片,其占空比也基本上都是85%,所以我们在设计的时候一定要注意负载情况,以及输入输出的压差问题,避免一些不必要的问题。

  • 对于TPS40055的设计问题,我们也可以参考TI提供的评估板:TPS40055EVM−002,它的主要参数是: 10-V to 40-V 的输入,5V的输出电压,最大输出电流可以达到3A相关的文档可以参考下面的链接:http://www.ti.com.cn/cn/lit/ug/sluu190/sluu190.pdf

  • TPS40055的评估板:TPS40055EVM−002的原理图以及PCB布局的如下图所示,我们可以参考学习,如果涉及中遇到问题,也可以查看资料中的测试报告,比较详细,很有借鉴意义。

    PCB 布局图: