TPS40211设计问题

             楼主frank xu 想使用TPS40211设计一款电源，但是对其功能以及如何使用不太明白，在设计中参照TI提供的评估板依然出现了问题，故发帖求助：我做了一块板子,是参照EVM-352设计的,但是测试的时候发现输出升不起来,一升就断,看RC端的波形也是随着输出时好时坏,没升之前,锯齿波很好,一升起来,锯齿波里全是杂波,请问,是不是我布板的时候没布好,引入了干扰?还有11脚是否一定要接地？

帖子链接如下所示：http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/11182.aspx

               TI FAE: Jerry Chen 解答了楼主的问题，详细的询问了楼主的测试问题：你所说的输出升不起来是指电压和电流？具体想要设计的输入输出电压和电流是多少？我们如果想解决问题的话，也必须详细的提供测试条件，不然的话，TI的技术人员也不好帮助你。

             TI FAE: Trevor 详细的解答了楼主的问题： 能否详细说明下输入电压，输出电压，负载的参数，是在什么情况下输出升不起来？意思是带载能力弱？使用多大的电感，具体型号？MOSFET及二极管的型号？锯齿波全是杂波时，输出是否稳定？可能跟补偿环路参数有关。TPS40211是TSSOP封装，11脚是地焊盘，为增加散热及降低芯片工作时的温度，强烈建议11脚与地相连。具体信息，请参考数据手册的第17页。

           在楼主的设计中，有许多网友也遇到了相同的问题，我们也一起去了解一下brad su 设计问题：我也遇到同样的问题，空载时，电压能从12V升到35V多，但带上10MA电流就被拉下去,电压跳动,我是按照DATATSHEET上面的LED应用电路设计的板子,能否帮忙解决？

         对于这些问题，其实主要都是PCB方面的布局问题，正如网友tao smith 所解析的：电路问题不大，应该是和layout有关。要有足够的输入电容，输入电容靠近芯片Vin（Vin要有bypass电容稳压），其次输入电容也都要靠近电感，用较款的trace走线。可以测试Vin波形确认。

      网友建议的解决问题的测试方法如下所示：1.  启动，测试Vin电压(是否稳定的12V)? 2.   测试VP电压是否是稳定的8V左右。3 .先将D3, R15去掉，然后测试看输出电流是多大？

　　　　　以上就是对于楼主使用TPS40211一些控制问题的回答。我们可以好好学习一下。

　　　　　那么TPS40211究竟是一款什么样子的芯片呢？我们改如何正确的使用TPS40211 来设计电源呢。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TPS40211这款芯片的详细功能，如下图所示，是TPS40211 的封装结构图：

　　　　关TPS40211的封装，其实就是很简单的ＤＧＱ　1０PIN的结构，整体的设计非常简单，下面我们来看看TPS40211的的输入输出参数，如下图所示：

　　　如上图所示，我们可以看到TPS40211的输入电压范围为４.５V到５２V,输出电压范围为7V到52V。最大输出电流为7A，典型的控制拓扑结构为BUCK，也就是说TPS40211只能实现升压输出。了解了TPS40211的基本参数，这个对我们的设计就简单多了.

          下面我们再看看TPS40211 的典型的应用电路图，如下所示：

           从上面的TPS40211的典型的应用应用电路图中，我们可以了解到TPS40211的模式，以及在电路设计中的需要设计的极大部分。下面我们就一一的去了解这些参数，首先就是TPS40211的PWM导通时间问题了，如下图所示：

           从上图中我们可以看到，TPS40211的最小off时间为170ns,这个直接决定了TPS40211在不同的频率条件下的占空比的问题。在设计中一定要注意，如果占空比被限制住了，输出电压就无法升高了，更加带不了负载乐乐。

           下面我们再来了解一下TPS40211的驱动能力的问题，如下图所示：

        关于驱动电路的计算如下所示：

           从上图我们可以看到TPS40211的驱动能力，SOURCE，和SINK的电流的大小都稍微400mA,这个直接决定了我们的MOSFET的选择，如果MOSFET的结电容太大的话，就无法快速开关，损耗也非常大，在设计的时候也需注意。

          下面我们来看看TPS40211的过流保护的问题，相关参数的设计如下：

         TPS40211自身还带有75ns的前沿消隐电路，可以说是比较全面的保护了。

         接下来就该设计 TPS40211的工作频率了，如下图所示：

         计算方法如下所示：

         工作频率直接关系到占空比的设置，以及输出电感，电容的参数的设置等等。

        下面我们再关注下TPS40211的其他参数的计算与设计： 最关键的占空比的设计，如下图所示：

       再就是最为关键的电流检测线路了，如下图所示：

     电流检测的计算公式如下图所示：

         此外还需要关注电流采样的滤波部分，一方面不能滤波太多，导致采样延时过大，另外一方面也要滤除噪声的干扰，可以参考下面的计算公式：

        如果占空比超过一定的范围，我们就必须考虑斜率补偿了，不然的话，电源会出现工作不稳定的情况，电流采样电阻的最大值计算办法如下：

        关于散热的问题，就必须充分利用TPS40211的热焊盘了，如下图所示，过孔散热。

              以上就是关于TPS40211的相关问题的分析学习，以及使用于TPS40211设计电路需要注意的一些问题，与大家分享一下。

TPS40211的OCB布局方面需要注意的问题，主要就是BOOST的功率回路，需要考虑环路面积尽量的小。然后就是信号走线，一定要尽量的避开功率回路，减少噪声干扰，必要的地方增加适当的滤波电容。电流采样，如果条件允许的话，就走差分线，这些都是设计中需要注意的地方了。

关于TPS40211的设计问题，我们还可以参考TI提供的评估板：TPS40211EVM-352。TPS40211EVM-352 评估模块 (EVM) 是固定频率 (300kHz) 非同步升压转换器，当固定电流为 700mA，且输入源电压为 8V 至 18V 时，输出电压介于 20V 至 35V 之间。该 EVM 设计成从单电源启动，因此无需额外偏置电压即可启动。该模块使用带有整体 N 通道 FET 驱动器的 TPS40211 非同步电流模式控制升压控制器。

TPS40211的评估板：TPS40211EVM-352 的原理图以及PCB问题如下图，我们有需要的话，在设计以及测试应用的时候都可以直接参考使用，也可以和里面TI提供的相关资料做对比测试，方便我们快速的定位问题，可以少走很多弯路，原理图文件如下：

系统链接图如下所示：

关于TPS40211的设计计算问题，大家还可以试试看TI的在线仿真工具，也即是WEBENCH，相信对大家会有很大的帮助，有兴趣的话，都可以去了解一下。

关于TPS40211的设计以及应用方面的，大家如果还有什么问题，或者关于TPS40211的设计方面有什么经验的话，可以分享一下，相互学习，对以后的电路设计是有很大的帮助的。欢迎交流。