Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TPS40170: kein PWM signal an HDRV und LDRV


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von Wilfried M. (rompel)


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Hallo,
ich entwerfe einen 24V input und 5V, 15W output DCDC wandler. ich habe 
den Prototyp fertigen lassen. Bei der Inbetriebnahmen, wird sowohl mein 
High Side und Low Side Switch nicht geschaltet.

Durch debbug versuche stelle ich fest, dass mein VBP =8V, mein VDD = 
3,3V. alle anderen Signale steht wie Datenblatt an. Nur mein PGOOD 
bleibt auf 0V hängen.
Die Spannung an SS-pin ist nur 1,25V statt 3,3V (siehe Abbildung: blau 
signal).

mein LDRV signal bleiblt ständig auf 0V.

Mein HDRV dagegen versucht den MOSFET einzuschalten, aber es erreicht 
nicht den Vgsth (siehe Abbildung: gelbe Signal.

Was könnte der Grund hierfür sein?

Beim ersten Inbetriebnahme hatte die Spannung an SS-Pin immer hoch (auf 
2,5V) und runter (auf 240mV) gerampt. und das Signal an HDRV und LDRV 
war auf 0V. ich habe den compensator angepasst (C18 = 8.2nF
C20 = 150pF
R11 = 8.45k
C19 = 2.2nF) dannach auch der Boot-kondensator habe ich geändert aber 
auf 100nF (weil der vorherige Wert falsch bestückt war). So habe ich die 
Ergebnisse in OSZI-Bild oben.

Mir fehlt gerade keine Debbuging-Ahnung mehr.

Auf schnelle Hilfe würde ich mich sehr freuen.

Thanks Rompel

von pn (Gast)


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Ich verstehe schon mal die Dimension der Halbbrücke nicht - Du nimmst 
100V 50A FETs für 24V zu 5V@3A? (Und was zum Geier soll da noch der 
C17?)

Was da nun genau womit verbunden ist, oder nicht, ist mir auch unklar.

von Rompel (Gast)


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Danke für die schnelle Antwort. C17 wurde schon gelöscht.

Die Dimensionierung sind zuerst von TI webbench. Die Anforderung am 
Anfang war für Spannung im Bereich 10V-60V, für 5V, 7A. Aber es wurde 
geändert und gemeint dass ich die Komponente beibehalten soll.

von pn (Gast)


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Rompel schrieb:
> Die Dimensionierung sind zuerst von TI webbench. Die Anforderung am
> Anfang war für Spannung im Bereich 10V-60V, für 5V, 7A. Aber es wurde
> geändert und gemeint dass ich die Komponente beibehalten soll.

Käse. Wie meinst Du das genau? Alle Komp. gleich zu behalten, ist ja
offensichtlicher Quatsch. Aber sogar das IC alleine ist "zu viel".
(Davon abgesehen, daß die FETs mit 100V/50A auch für die angegebenen
vorherigen Werte reichlich heftig wären - was für ein Hammer...)

Für 24V zu 5V/3A wäre eher ein TPS56637 gut.

Was genau stellt nun das auf der Platine dar? Welche Vin, Vout, Iout?

(Das, was wirklich drauf ist - was Du gerne hättest, kommt später.
Mit etwas Glück braucht man nur wenig/harmloses zu ändern, aber...)

von Rompel (Gast)


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Das TPS56637 ist schon gut, aber die obergrenze der Spannung die gerade 
bei 35V wird dadurch nicht erfüllt. Zweitens war die Idee ein DCDC 
Wandler mit externem MOSFET.

pn schrieb:
> Was genau stellt nun das auf der Platine dar? Welche Vin, Vout, Iout?
Was meinst du genau damit?

Optimierung Möglichkeit gibt es, aber Platz Spiel auch dabei eine sehr 
große Rolle denn die Platine Breite ist nur 12mm

von Bert 0. (maschinist)


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Dein Softstart-C C15 ist mit 2n2 reichlich klein, nicht mal 200us für 
den Softstart, soll das wirklich so?

Und warum gleich 500kHz Schaltfrequenz? Fang doch erstmal mit den 
vorgeschlagenen 300kHz an und optimier dann, wenns läuft.

Deine Eingangs-Cs sind mit insg. 33uF (ohne Derating) knapp ausgelegt, 
je nach Innenwiderstand der 24V Versorgung solltest Du nahe am 
Schaltregler mehr Kapazität (>100uF) vorsehen als das bisschen.

An UVLO gehört noch 1nF gegen Masse.

Und C17 hast Du ja hoffentlich schon entfernt.

Bei solchen Reglerdesigns besorge ich mir vorher beim Distri das 
zugehörige Eval-Board, wenn das eigene Design dann zickt, hat man eine 
Referenz zum Vergleichen.


Gruß... Bert

: Bearbeitet durch User
von Wilfried M. (rompel)


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Bert 0. schrieb:
> Dein Softstart-C C15 ist mit 2n2 reichlich klein, nicht mal 200us für
> den Softstart, soll das wirklich so?

Hi ja das soll sein, und es löst das Problem nicht wenn ich es auf 47nF 
hochsetze.

Bert 0. schrieb:
> Deine Eingangs-Cs sind mit insg. 33uF (ohne Derating) knapp ausgelegt,
> je nach Innenwiderstand der 24V Versorgung solltest Du nahe am
> Schaltregler mehr Kapazität (>100uF) vorsehen als das bisschen.

Ich habe die berechnet und wegen Einschränkungen (Platz mangel kann) ich 
nicht beliebie die Werte hoch. Auf die Platine habe ich nicht genug 
Platz. größerer Werte mit 1206 und hohe Spannungsfestigkeit gab es 
nicht.

Bert 0. schrieb:
> n UVLO gehört noch 1nF gegen Masse.

die habe ich auch beim debbuging bestückt.

Bert 0. schrieb:
> Und C17 hast Du ja hoffentlich schon entfernt.
die habe ich zwar schon rausgelöscht aber im Eval-board gibt es auch 
einen Gate-Kondensatoren von 1nF. die habe ich vorgesehen zum Debug 
Zweck.

Bert 0. schrieb:
> Bei solchen Reglerdesigns besorge ich mir vorher beim Distri das
> zugehörige Eval-Board, wenn das eigene Design dann zickt, hat man eine
> Referenz zum Vergleichen.

Ich habe das Eval-Board schon bestellt und werden anhand diesem ab 
nächste anfangen zum debuggen.

von Bert 0. (maschinist)


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Hallo Wilfried,

also, zumindest während des Debuggens solltest Du den SS Cap wieder auf 
47nF setzen: So wie ich das Datenblatt verstehe ist nämlich während des 
SoftStarts auch die Strombegrenzung des TPS unterdrückt, um erstmal die 
Ausgangskondensatoren zügig aufladen zu können.
Mit Deinen 2n2 ist der Softstart irgendwas bei 190us, bei 500kHz Takt 
sind das gerade knapp 100 Taktzyklen, in der der TPS in Gang kommen 
soll, abhängig von der Last am Ausgang aus meiner Sicht 'ne knappe 
Sache.

Gleichzeitig muß der 24V-Eingang auch die nötigen Stromimpulse liefern 
können, daher sind dort die Kondensatoren wichtig. Weniger als 50uF 
halte ich für kritisch.

Du kannst natürlich aus Platzgründen alles mögliche wegoptimieren, nur, 
was bringt es, wenn es danach nicht mehr funktioniert? Wenn Du das 
Eval-Board erhältst, wirst Du Dich wundern, was dort für Werte und 
Bauteilgrößen eingesetzt sind, aber sei sicher, damit funktioniert der 
TPS.

Achja, der TI-Webbench traue ich nicht besonders viel zu, studier' 
lieber das Datenblatt und die Applikationsschriften und beachte die 
Hinweise darin.


Gruß... Bert

von Wilfried M. (rompel)


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Hallo,
ich versuche gerade nach Eval-Board nachzubauen. Als zwischenschritte, 
habe ich den ILIM-Widerstand raus. Ich bekomme zwar 5V am Ausgang, aber 
der DCDC-Wandler wird zu heiß, der LOW-Side FET schaltet nicht, der 
High-Side FET ist im linear Bereich und wird auch deswegen sehr heiß.

Ich behaupte, dass ich einen Kurzschluss habe, aber mein Strom ist auf 
1A begrenzt und nach Langer Suche finde ich keinen Kurzschluss auf die 
Platine.

Viele Grüße
Rompel

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Wilfried M. schrieb:
> nach Langer Suche finde ich keinen Kurzschluss auf die
> Platine.

Ich kann ihn leider auch nicht finden.

von Bert 0. (maschinist)


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Vielleicht doch nochmal die Footprints von DCDC und den MOSFETs 
überprüfen?

Gruß... Bert

von Wilfried M. (rompel)


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Bert 0. schrieb:
> Vielleicht doch nochmal die Footprints von DCDC und den MOSFETs
> überprüfen?
>
> Gruß... Bert

Hallo Bert,
ich bin gestern auf diese Idee gekommen und habe festgestellt, dass das 
Footprint von Fet falsch war (Gate und Source auf GND) ich habe den den 
Bauteil ein Bischen gedreht und mit draht gearbeitet.

Der funktioniert jetzt einwandfrei. Die Einstellung oder Berechnungen in 
Schematic oben funktioniert auch problemlos.

Ich versuche gerade meine Sprungantwort zu optimieren. Hätte jemand da 
einen guten Einsatz? Gibt es da Faustregel sowohl für die Schnelligkeit 
als auch für Überschwinger?

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