学做TPS54302板心得(四)
前情(三)买的二手示波器(安泰信ADS1062CA)和负载测试仪(艾维泰科8711)到了,清洁一下,学习一下,我就测试了前面焊接的几块板子。我先后一共打了6次板子,其中3种迷你版,2种练焊接拼版的,1种半孔版。最近焊的是不带输入保护的4层板,输入电容没有备耐压50V的料,用的25V的,其他物料合格。测量的纹波曲线如下:(引用数据手册)7.3.2 脉冲跳跃模式在轻负载电流条件下,TPS54302 器件旨在以脉冲跳跃模式运行,用于提升轻负载效率。当电感器峰值电流低于500mA(典型值)时,该器件将进入脉冲跳跃模式。当该器件处于脉冲跳跃模式时,误差放大器的输出电压将被钳位,从而阻止高侧集成 MOSFET 的开关。电感器峰值电流必须升至 500mA 以上,并退出脉冲跳跃模式。集成电流比较器仅捕获电感器峰值电流,因此进入脉冲跳跃模式的平均负载电流会随应用和外部输出滤波器的变化而变化。实际测试的板子在0.98A之前都工作在脉冲跳跃模式,纹波高达222mV。一旦电流达到0.98A再降到0.52A以上,能维持工作在固定频率 PWM 控制模式,直到跌到520mA一下。测试的第二块板子到1.7A才进入PWM模式,跌到0.52A进入脉冲跳跃模式。这和手册提到的500mA相差巨大。如果这个差别是外围电路决定的,希望有可靠资料帮助改进电路。如果是电源芯片固有的问题,那TSP54302不适合用在长期中低负载的电路中。还没看标准的响应特性测试流程,随便选的参数。0A,20ms,1A,20ms,最大最小差值约350mV。0A,20ms,2A,20ms,最大最小差值约450mV。
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学做TPS54302板心得(三)
前情(一)(二)利用现有工具,我粗略测量了自制TPS54302板、网购LM2596S模块和XL4015模块输入24V输出5V时的纹波和效率。用到的丐版工具有:直流电源,18M带宽示波器,带65W负载测试的数显电表,家用测温枪。他们精度差,只能勉强定性比较。我用丐版示波器的直流耦合和交流耦合模式分别对丐版直流电源进行了测量。记录下的峰峰值是跳动数字中的最大值,电压最大值和最小值基本不变。电源的输出电流和输出功率是直流电源数显的,误差相对较大。【疑问1】TPS54302的PSRR是多少?DC-DC同步降压芯片的PSRR重要吗?如果它的PSRR较小,今天所有的数据都是图一乐,要赶紧买好的电源了。【疑问2】示波器直流耦合测量的最大值-最小值可以当做纹波吗?和标准的纹波定义差多少?下面是典型的测量结果。(此处输出电压、输出电流和功率是数显电表的读数,峰峰值是示波器读数)电源的效率凑活,但是纹波太高了!我自己分析的几点原因:电感小了。10uH是输出3A的设计值,测量值是9.0uH,但制作的小板散热差,没法跑3A。输出1.5A的设计值是18uH。电容小了。电路设计和备料焊接时都克扣了输出电容,而且没检查耐压。已经在立创商城疯狂用-15券买新料了。反馈走线受干扰。已经打了4层板,把反馈藏在中间走线试下。还有一个因素,就是测量到太多噪声了。DC/DC转换器常见错误及解决方案 - 输出与环路【疑问3】还有其他可能得原因吗?下面是零散的测试结果:芯片有延迟输出,所以供电上电瞬间的输出电压没问题。下电波形也没问题。负载突变输出不行。输出0A到1A突变时,会过冲3V又欠压2V。补输出电容、补焊前馈电容可能会改善。测试中曾换过一次输出电压到负载测试的线,测量到的输出电压和效率严重下降。测量XH插头到DC插头单根的电阻,坏的线有500mΩ,好的是20mΩ。坏线测试1分钟就发热了,特别是DC插头处。【疑问4】示波器、负载机和测试用线材有评测和推荐吗?一块早期做的板子输出6.5V。电阻焊前、在路测量都正常,拆下测量也正常,换了还是6.5V。板子跑2A就过热保护,紧接着输出24V,断电上电还是24V。冷却后恢复正常。【疑问5】输出24V就是输出和输入断路了,不是烧了吗?怎么冷却之后又恢复了呢?一块早期做的板子带载输出5.2V,纹波特别大。空载输出7.6V,纹波7到9V。【疑问6】空载纹波图形特别标准,7V到9V,这是哪里出问题了?(不舍得拆元件,怕没法复现。)市面上单价1.1元的LM2596S模块,有明显啸叫。输出0.5A以内时效率70%,2A时效率50%,发热严重,市面上单价6.5元的XL4015模块可调电压带数显和校正,效率比LM2596S高。0A突变4A时电压掉2.69V。
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TPS54302电路后续:几点困惑,几点经验
重新画了PCB,改在嘉立创打板的同时买了一点廉价工具(图1)。焊了4个电路空载正常输出(图2)。用加热台把老板拆光检测清洁重焊后,1好2坏,坏的不是输出短路,而是稳定6.7V和7.38V(图3)。没买13.3K电阻,100K和13K理论输出5.2V。坏的焊之前检查过元器件,焊后板上测量值也和正常的一致。准备等下一波工具到了测下纹波和带载效率曲线。【困惑】1)为什么输出电压不同?2)垃圾隔热垫静电很大,会隔着PCB损坏芯片吗?3)元器件黏金属镊子,换陶瓷的会好吗?【PCB改动】BOOT回路线宽5mil改为10mil,输出采样8mil改从背面走线。【经验】1)多看各种视频提升焊接技能,注意控制温度和时间,避免芯片损坏。2)TPS54302使能脚的上下拉电阻和小电容没意义,芯片使能脚对地本身有很强的容值。3)芯片GND对输入0.6V压降,对输出0.52V压降,输出对输入0.52V压降,可以作为焊前检查标准。4)加热台对焊几款板帮助不大,但是拆换元器件时无敌,几块钱的这种上电250W,快速上升到500W。
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菜鸟学着做TPS54302电路遇到问题,求助
粗浅地翻阅了唐老师视频和官方手册,照样画瓢学着做板子。原理图和PCB见图。用电烙铁焊接了3块都有问题。第1块输出7.2V,EN高电平,BOOT 10.2V,FB 0.8V。断电测100K电阻,红表格在FB测读100K,反过来是60K。第2块输出3.3V,带电测电压时可能碰到VIN和SW,输出就等于输入24V了,EN 1.9V,SW和地2.2K欧,一段时候后输出短路。第3块输出等于输入24V,之后短路。拆开单独测量阻容感都正常。原理图应该没问题,前馈电容没焊,PCB尺寸20x16mm,阻容0805,电容基本是标称的90%。正看IC丝印我把左下作为1脚GND,几对引脚有0.6V压降。GND-SW有600欧,GND-VIN有900欧。
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