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关于TI的BOOST电源IC(TPS61230)输出电流问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我的问题是这样的,我们现在需要一款Boost芯片,输入的范围比较宽,需要比较大的输出电流。我们的应用是这样的,前端我们用的是感应变压器的感应电动势作为输入,在一定的情况下,可以看成具有一定内阻的,电动势E=UI恒定的电源,由于内阻比较小2~3欧姆,因此根据公式E=(Uo+Ur)*Ir,因此当负载较大的时候,能够实现50%的功率输出。但是负载较大的时候,电源输出的电压是比较低的;

现在后端我们需要驱动的是可能瞬间需要2A的3.8V的GSM/GPRS模块负载;

在实验中发现,采用恒定的电压源作为输入,给TPS61230供电,在3.6V输入的时候,我们的模块才能工作;降低输入至3.3V以下的时候,模块没法启动;

因此做了下面的TPS61230带负载实验;

 

TPS61230带电阻负载实验:

 

将TPS61230从输入2.4V-3.6V升压至3.8V

电阻负载,4欧姆、5欧姆、6欧姆、8欧姆、12欧姆

 

12欧姆负载时:(317mA)

带负载启动,输出跟随输入提高而提高,无法稳定输出3.8V;

不带负载启动,首先将输入调至3.6V,3.8V可以稳定输出;

加上负载,3.8V仍然很稳定;

不断降低输入电压,至2.6V时,3.8V电压瞬间跌落至2.3V。

注:(跌落之后,电流虽然有,但是比预期的小了)

 

8欧姆负载时:(475mA)

带负载启动,同上;

不带负载启动,首先将输入调至3.6V,3.8V可以稳定输出;

加上负载,3.8V仍然很稳定;

不断降低输入电压,至2.8V时,3.8V电压瞬间跌落至2.4V。

 

4欧姆负载时:(950mA)

带负载启动,同上;

不带负载启动,首先将输入调至3.6V,3.8V可以稳定输出;

加上负载,直接掉至2.9V;

 

5欧姆负载时:(760mA)

带负载启动,同上;

不带负载启动,首先将输入调至3.6V,3.8V可以稳定输出;

加上负载,直接掉至3.2V;

 

6欧姆负载时:(630mA)

带负载启动,同上;

不带负载启动,首先将输入调至3.6V,3.8V可以稳定输出;

加上负载,3.8V仍然很稳定;

不断降低输入电压,至3.5V时,3.8V电压瞬间跌落至3.3V。

 

TPS61230升压Boost电路,带负载是无法直接启动的,电压升不上来;考虑实际情况,也不是一直有负载,所以可以将上述不带负载启动,后加负载进行试验,跟实际应用类似。上述实验可见,随着负载增大,所需要的电流增大,输入与输出的差值必须不断缩小,也就是说负载大的时候,输入必须要高,否则输出就无法稳定。

从实验中,上述情况正好与我们的实际情况相吻合,我们用的GSM/GPRS模块,在启动瞬间电流比较大,在500mA-1A左右,瞬间还有可能到达2A,所以资料上面推荐用2A的电源。由上面的实验可见,在650mA的时候,如果输入没有达到3.5V及以上,3.8V就会出现明显跌落。可以猜想,应该是这样一个过程,模块瞬间启动,电流很大,此时输入没有达到3.5V,3.8V产生明显跌落,模块没有开启成功,关闭了,3.8V又恢复正常。

 根据Boost电路的原理,输出电流会随着输入电压与输出电压的差值或者比值而变化,输入与输出电压越接近,带载的能力才越强。但是这款芯片输出电流大的时候,要求输入如此的高是我们没有预想到的。我们比较理想的是较低的输入,而且电流还要比较大,因为我们用的电源不是稳定的恒压源,所以这款芯片是不是不符合我们的应用场景。

有没有TI的工程师能够给出详细的关于BOOST电路的解释,就是输出电流与输入电压、输出电压之间的关系,还有我们这样的应用环境,采用什么样的BOOST电路IC才能符合我们的要求?我们曾用过TPS61200,就是因为电流不够,才选择的TPS61230,但是TPS61230的表现却不尽人意?请问我的实验是否有问题呢,还是我们就是不能用这款IC?

亲;你的实际困难是启动电流不够。而BOOST的特点是升压比例;耗电越大,所以,建议前级用电解储能,后级BUCK输出。

你好

  我觉得使用TPS61230是可以的,所以你的应用应该是3.8V到4V的应用,而TPS61230的Vin<Vout+0.2V,所以这样看来,应该是可以满足要求的,不至于出现你所描述的现象。

  不知道你的layout如何,对于boost,输出电压是需要紧靠IC的,最靠近IC建议放0.1uF小电容旁路,更有利于升压电路工作。

请问最后怎么解决这个问题的

亲;输入端口加储能电容。

你好,我用了一款TPS61253,我按datasheet的参考电路搭建电路,但却没有得到足够大电流(我需求800mA的电流输出)

电感:SRN5020-1R0Y/1.0uH/3600mA

亲,测一下输入端口随负载而变的变化情况。

Hi

   输入电容尽量靠近电感输入端,可以的话在输入再并联一个10uF电容。电池输入走线宽一点。

Hi

   从您的条件来看,输出800mA是没有问题的。

很感谢各位的支持,在这里首先感谢大家的帮助。

关于TPS61230的问题,经过大家的指点是发现一些问题:

升压电路,后端带了比较大的负载,那么前端的电流就会很大,所以当时做实验的时候,输入端用的导线太长了,产生压降,因此后端负载越大、或者不断降低输入端电压的时候,前端输入电流就越大,导线产生的压降越大就会导致真正输入到芯片的Vin,比实际上看到的读数要低,当实际电压已经小于输入最低电压的时候TPS61230就不能工作了。

然后说一下,后来怎么解决的:

如上面的朋友们说的,要想后端稳定升压输出,必须要有大电容,法拉电容;采用两级的方案,可以这样,先做一级BOOST升压,中间加上10F的电容,输入的时候就会先进行充电,后级再进行一次升压,输出再加上0.1F左右的电容,用于稳定输出。中间的大电容就是当负载变大的时候,能够从法拉电容获取能量,因此中间那个电容上面的电压会出现下降的现象。后来我做了TPS61200与TPS61230串联的实验,结论是这样的,TPS61200能够从很低的输入进行BOOST充电,输出电流也就是1.6A最多了;TPS61230需要从2.4V左右才能真正BOOST起来,输出电流2-3A没有问题的,电流大的时候走线一定要近,要宽。这两款适用于不同的输入环境,但是输出电流能力还是很强的,但是要想实现大电流输出,前端输入电压必须要高一些。

如果后端电流比较大,采用两级升压效果会比较好;采用单级升压,稳不住会出现电压下降,如果你也是跟我一样的,后端负载比较大,最好采用两级升压;如果采用单级升压,输入端也可以并联大电容进行充电,防止电压跌落;还有就是输入电压尽量高一些,太低了后端负载大的话,肯定BOOST不起来

当输入3.8V时,0-600mA的负载都能输出稳定的5v,当我把负载变成700mA左右时,升压芯片输入管脚的电压值为3.7v左右。。。输出只有2.4V

现在输入端已经并了3个22uF的电容;电池的输入线很宽。。。我测试过输入线的压差小于0.1v

亲;看来,你的源内阻有点大,只有换好点的源了。比如高倍率电池等。

2.8V锂离子电池,5V输出,最大输出1A,希望没啥问题

你好,

我最近也用TPS61230 给GPRS模块升压供电,也遇到一些问题?能给个邮箱或其他联系方式吗?

谢谢

boost的电感在输入侧,所以考虑开关的限流点应该考虑输入电流

所以设计时,通过恒功率和效率的关系,计算出在最低输入电压时的输入电流,此值为最大输入电流

在计算电感电流纹波,和电感峰值电流

看此峰值电流是否达到开关限流点

QQ:342289382

E-mail:zhouzhegogo@163.com

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