之前做項目用到了該芯片,在使用過程中,遇到了一些問題,作此記錄。
概述
TPS65400是TI出的一款具有 PMBus/I2C 接口的 4.5V 至 18V 輸入、4A/4A/2A/2A 四路同步轉(zhuǎn)換器,SW1和SW2之間以及SW3和SW4之間可以并聯(lián)均流支持高電流輸出,輸出電壓范圍寬,可以從0.6V到輸入電壓的90%,各個通道可以單獨開關(guān)控制,獨立的頻率調(diào)節(jié),可以通過PMBus/I2C進行動態(tài)的輸出電壓調(diào)節(jié),很方便用于輸出電壓可調(diào),而精度要求不是特別高的供電回路中。
踩坑記錄
1.TPS65400的I2C通信地址可以通過外部電阻值進行修改,總共支持7個用戶地址,但是數(shù)據(jù)手冊給出的地址是7位地址,如果進行I2C通信時,先確認地址需不需要移位賦值,我用ST的HAL庫,第一次就是地址算錯了,HAL庫硬件I2C的從機地址需要移位后的值。
2.TPS65400默認是打開了寫保護,只有讀狀態(tài)以及寫保護操作寄存器、緩啟動寄存器和通道選擇寄存器可以進行寫操作,如果需要進行其他功能配置,必須先將寫保護寄存器的值修改為0。
3.TPS65400總共有4個輸出通道,所以需要讀取或配置寄存器的值時,必須先進行通道選擇,選擇好通道后,才能保證控制的寄存器正確,否則可能會造成輸出達不到你期望值。
4.通過通信調(diào)整輸出的電壓值的時候,必須保證有通道時處于使能狀態(tài),否則設(shè)置無效,這個問題了找了好久,通信正常,示波器也抓了數(shù)據(jù)沒問題,就是輸出不變化,數(shù)據(jù)手冊看了4,5遍才發(fā)現(xiàn)這句話。(也是自己太不仔細了,手冊看的不夠認真,汗!)
5.芯片發(fā)熱問題
做的板子是放在一個鋁型材盒子里(如下圖,只是示意),只有板子邊緣和型材有接觸,但是裝好運行一段時間,發(fā)現(xiàn)整個盒子都變成暖寶寶了,偶爾還會宕機,按正常工作來說不應(yīng)該有這么高的溫度,整機功耗也不大,就1、2A左右,拿回來拆開檢查了下,發(fā)現(xiàn)熱源就是TPS65400,其他都正常,一摸都燙手,然后找解決方案,下面是辛酸歷程:
傻傻第一次:因為芯片輸出電壓這些都正常,就認為本身沒有問題,沒有進行工作電流這些詳細測試,就認為可能本身芯片工作的時候就會很熱,先拆開,弄了個扇熱風(fēng)扇吹起,發(fā)現(xiàn)工作沒問題,不會宕機,所以加了輔助散熱措施、散熱墊,均溫板等等多種散熱方法繼續(xù)試用,發(fā)現(xiàn)初期有點點改善,用了一段時間又不行了,還是會偶爾出現(xiàn)死機現(xiàn)象,初步判斷是因為溫度過高可能芯片過溫保護導(dǎo)致了整個系統(tǒng)軟件也復(fù)位了,這個就無法使用(因為該產(chǎn)品用來做驗證測試,需要長時間連續(xù)工作,記錄數(shù)據(jù),必須解決發(fā)熱問題)。
死磕第二次:從原理上來查找問題,等芯片溫度恢復(fù)正常后,先將所有輸出都關(guān)閉(MCU是另外的芯片供電,所以可以通過軟件控制該芯片所以通道的開關(guān)),讓TPS65400處于待機狀態(tài),發(fā)現(xiàn)基本沒有溫升,整板電流50mA左右,讓后將通道單獨打開(不帶負載,只包含板子上的一些默認供電器件)。
只單獨打開通道1或通道2或通道3的時候,發(fā)現(xiàn)芯片溫度也比較正常,通道4打開一會,芯片溫度即急劇升高,基本問題可以確認在第4個回路上,查看了該通道的供電回路,通道4用于給電路板所有的采樣電路供電,即放大器,模擬基準等功耗不高,正常工作最多幾個mA,初步懷疑是因為負載太小,查看了數(shù)據(jù)手冊也沒有查到最小負載要求,看了下寄存器配置(如下圖),所有通道模式默認是CCM模式,然后計劃改成DCM模式測試一下,這里就是遇到第2坑的地方,修改模式必須要修改寫保護寄存器,剛開始沒注意,輾轉(zhuǎn)了多次,看寫成功了也沒回讀,發(fā)現(xiàn)功耗沒有改善,以為DCM模式?jīng)]效果,折騰良久,后邊經(jīng)同事提醒,回讀了下寄存器的值發(fā)現(xiàn)沒有設(shè)置成功。
設(shè)置正常后,DCM模式下各個通道分別打開的電流記錄如下
對比發(fā)現(xiàn),DCM模式下,打開輸出不帶載的情況下,TPS65400基本不消耗電流,芯片溫度也回復(fù)正常。
最終是將第4通道改成了DCM模式,其他通道保持CCM模式。
結(jié)論
古有書讀百遍,其意自現(xiàn),今有手冊在手,問題自授首。
1.閱讀芯片數(shù)據(jù)手冊的時候要仔細,不要一目十行,有可能錯過關(guān)鍵點,這一點都有可能讓你懷疑人生。
2.當(dāng)你在調(diào)試的時候感覺什么都沒有問題的時候,回過頭看看數(shù)據(jù)手冊,應(yīng)用筆記,有可能解決方案就一直在那里
3.觀點只是個人拙見,文檔不常寫只??矗y免有所錯漏或詞不達意的地方,多多包涵,歡迎批評指正!
其他
1.附圖為初版PCB,是有問題的,不知是否有人發(fā)現(xiàn),歡迎討論。
2.我屬于應(yīng)用,對電源不是很了解,不知道有沒有大佬可以解釋下,為什么DCDC芯片在輕負載的時候用DCM和CCM模式電流會差異這么大,而且發(fā)熱如此嚴重,是個例還是普遍現(xiàn)象?
參考鏈接: