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TPS51312负载比较轻的时候,电源输出纹波比较大

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我板子上通过TPS51312实现3.3V、2.5V、1.8V、1.35V,输入电压都是5.0V,测试发现纹波很大,3.3V和2.5V的纹波达到80mV左右,1.8V和1.35V达到50mV左右,只要把各自电源的负载加到0.5A左右,输出纹波就很小,都能达到15mV左右,问题是我的板子上这些芯片的负载电流就是小;后面通过调大the fast feedforward capacitor(CFF)电容,由47pF调到0.1uF后,不加大负载的情况下,也可以把输出纹波跳到20mV左右,请问有什么好的解决方案吗,谢谢!具体原理图见附件

DCDC在轻载的时候会进入PFM模式,以提高在轻载的时候的效率。PFM模式下开关频率会降低,输出的纹波会比正常负载时大一些。

那请问有什么好的解决方案,毕竟纹波偏大对我的产品有很大的影响,我又不想为此而可以制造加大负载,那样也白白增加整板功耗,请问不增加负载的情况下如何减小纹波,谢谢!

你好,这款芯片是自动切换到Eco-Mode,无法通过人为修改。如果你想要较小纹波,可以增大电感,但这样会使得环路带宽减小,瞬态反应变慢。

您好!我发觉把CFF电容调大到0.1uF也可以很大地减小纹波,不知道这个参数太大有什么不利后果,请帮忙分析一下,谢谢!

另外我3.3V和2.5V的电感已经是2.2uH了,请问最大能用多大的,太大了也不好吧,而且体积什么也会很大的,谢谢!

你好,Cff的作用主要是增加相位裕度,如果增加Cff会导致零极点往低频方向移动,引起环路的不稳。同时,Cff的增加会使得FB管脚对噪声比较敏感。

对于电感的取值,电感越大,意味着环路带宽越小,电路的瞬态反应会变慢,不宜太小。

Eco-mode减小纹波的方法主要是增大电感和输出电容(这样会影响环路带宽,建议只增大电感),或者是提高工作频率

Hi

    如果要空载纹波尽量小,建议增加电感,可以加大到4.7uH看一看,输入电容也可以适当加大。

    不过这些改变之后,你需要重新确认补偿。

输出电容我试过了,即使增加到1000uF也没有根本性的改善,而电感我觉得最多增加到4.7uH,再大的话对我的布局布线就困难了,体积太大了,而且成本也高,希望您们提出更切实的方案;

Hi

   100uF最多,不需要1000uF.(3个22uF并联)

   比较一下与其他几路的layout差异。

你好,可以上传一下你的输出纹波么?

这颗料只能通过改电感电容实现Eco-mode下纹波的减小。较大的输出纹波是Eco-mode不可避免的结果

如果可以的话,选用不带有Eco-mode的芯片,但效率会比较差。或者再加一级LDO

但是调输出电容确实不行啊,3个22uF肯定有了,但是纹波确实大,而且电容值达到几百uF后,快速启动的话电源还起不来;我有5种电源用这个电源芯片,我看了布局布线,没有什么差别,只是由于1.5V负载电流有1.5A左右,所以纹波很小,只有10多毫伏,而3.3V,2.5V,1.8V和1.35V纹波都比较大,明天我可以把纹波测试波形上传,帮忙分析一下  

明天我会上传纹波波形;这个芯片看起来使用简单,但实际用起来还是问题很多,纹波不好控制的话,看来只有换芯片了,但是那样就得改板解决,很是麻烦,项目还很着急呢,帮忙问问资深权威人士看看能否调参数解决(调电感这一招空间很小,最好不用);同时帮忙推荐合适的芯片选型,我得提前做好换芯片的打算,谢谢!

附件是所测的纹波波形,1.5V由于负载电流达到1.5A左右,所以纹波很小,其他电源3.3V、2.5V、1.8V、1.35V纹波比较大,其中5V是输入电源。

你好,从波形上看,你5V的输出纹波测量的貌似不太对,波形不是周期性的。对于其他输出电压,你的测量方法也不对,导致毛刺过多,测出来的纹波过大。具体测量方法参考附件。

纹波大是Eco-mode不可避免的,你之前说增大Cff的效果很明显?如果是这样,建议测一下芯片的环路,如果环路满足要求,可以考虑这种方式,但这个是无奈之选。除了提高Cff,还建议同时串10K电阻在FB pin脚作为滤波器,防止FB受噪声干扰。

最好的方法是更换芯片,选一个没有Eco-mode的芯片

毛刺那个您先不关注,我后面测试过,那个锯齿波就是芯片轻载时测出的纹波;我们测纹波是把示波器打到交流耦合,打到20MHZ带宽,采用靠接法测试的;本来我想对TPS51312参数进行一下仿真的,但是您们最新的仿真软件却吧支持,或者请您们推荐一套合适的参数;另外请问一下怎么测试芯片环路?另外TPS563201这款芯片行吗,它有ECO-MODE这个问题吗,或者请帮忙推荐一款合适的芯片,谢谢!

你可以利用TINA进行仿真,可以先用WEBENCH建模,然后导到TINA中进行仿真。

关于环路测试,需要用到波特仪(如AP300),根据仪器的用法介绍就可以测量。

TPS563201是有Eco-mode的,TPS563208是没有的,和3201是一样的,两者区别就是有无Eco-mode

请问一下有没有和TPS51312管脚兼容,但不是Eco-mode模式的芯片替换,谢谢!

但是TPS563201或TPS563208好像没有PG引脚,上电时序不太好控制,如何解决?谢谢!

上电时序用使能端(EN)控制就可以了

我用TPS51312实现3.3V,2.5V,1.8V,1.5V,1.35V,输入电压都是5V,具体电路见附件其中1.5V负载电流比较大,而其它四种电源的负载比较轻,上次反馈过负载轻的电源纹波比较大,而负载比较重的1.5V纹波很小;最近又发现一个奇怪的现象,发现负载比较轻的3.3V,2.5V,1.8V,1.35V这几个电源上的电感有啸叫现象,而同样规格的1.5V的电源上的电感却不会啸叫,我选的电感电流值超5A,而实际负载电流很小,只有一两百毫安,1.5V的也是1.5A左右,我后面把所有电感换为2.2uH,10A的后,1.5V电源对应的电感还是不啸叫,而其他四种轻负载电源对应的电感还是啸叫,请问为什么?

上传一下你的layout

请问layout有问题的话怎么会导致电感啸叫,谢谢!

layout有问题的话,同样反馈在环路不稳定,造成啸叫

我看了一下,LYOUT应该不会有问题,电感和电路及分压电阻等器件都是放置在电源芯片就近放置的,而且布线也没有什么问题;‘感觉还是由于负载电流比较小导致的,我试着在SW端加RC电路(R=2欧,C=1000pF),但是加RC电路后,电感会变成很烫;

方便的话,建议你上传一下Layout,开关电源的铺地是很关键的

不好意思,PCB文件不方便上传,我不知道怎么把局部PCB导出上传;我做开关电源也多年了,感觉我的PCB布局布线应该是问题不大的,当然也可能是有问题,我不能完全保证,所以这一点我还是希望您具体指点一下,开关电源的铺地具体应该怎样,或者说什么情况下回导致信号质量差或回路不稳定,谢谢!欢迎批评指正

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