TI TPS40系列 DC/DC 电源大负载不稳定问题

vcar · 发表于 2009-9-8 10:25:12

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系统12V供电，在板子上通过TPS40190将12V转3.3V @ 10A，再通过TPS40009（两片）将产生的3.3V转1.8V @ 6A 和 1.0V @ 8A。
系统为一个Virtex5芯片供电，10层PCB，电源层和地层设计良好。

1、上电不下载bit文件时，所有电压轨正常；
2、下载bit了文件对外部电路进行低速操作时，长时间电压轨也正常；
3、当下载bit文件中包含DDR2接口逻辑时，表现为不稳定，工作1分钟到数分钟后FPGA不再正常工作，JTAG链无法访问，观察12V稳压电源发现供电电流在不工作时突然下降了0.2安培（即突然下降约2.4W功耗），估计此时这几个电源轨电压应该不正常，不过还没有及时测量电压，怕对FPGA有影响就马上断电了。一个很有意思的现象是断电后发现三个DC/DC电源都比较热（估计40多度），PCB板电源层的区域也比较热。

这三个DC/DC芯片之前在另外一个PCB板上应用过，能够达到预期供电需要，大负载时DC/DC电源电路和PCB板都没有明显的温度升高现象；此次使用仅仅更改了很少的被动元件（通过TPS40K软件计算的），不过现在看来该电路存在问题，可能性如下：

1、芯片/被动元件顺坏，或者焊接不良
2、我更换了部分电容/电感值以利于BOM购买，有可能导致PM不够？

现在应该如何对这该PCB板的供电电路进行调试？

vcar · 发表于 2009-9-9 10:03:46

调试发现是1.8V的DC/DC电路有问题，当1.8V的负载增加时电压下降，进一步增加负载1.8V输出可以降低到0.5V左右，并且该电源轨的电路开始发热，估计此时电流变大了。

后来发现另外一个块备用板不存在这样的问题（相同的PCB，同一批次焊接），说明该问题不是设计问题，原PCB的问题可能是焊接或者元器件的问题。

但是TPS40009的外围电路不是很复杂，如果是这种情况，我认为TPS40009本身没有损坏，那么最有可能是大电感的问题，反馈回路的电阻电容的问题，还是滤波电容的问题？

如果没有太好的方法，我只能把周边所有器件都焊下来换新的上去，但我感觉不是很必要。

大家请出出主意。

hehejiuaixiao · 发表于 2009-9-9 11:59:06

系统12V供电，在板子上通过TPS40190将12V转3.3V @ 10A，再通过TPS40009（两片）将产生的3.3V转1.8V @ 6A 和 1.0V @ 8A。你采用一块芯片直接将12V转到1.8V @ 6A 和 1.0V @ 8A。试试看按照你的方法，你在将产生的3.3V转1.8V @ 6A 和 1.0V @ 8A 的这个过程其实你的电源效率低！输入：P=3.3*10=33W 输出

=1.8*6 P=1.0*8 效率很低？所以可能导致热量大！不知道我说的对不对！？仅供参考

[ 本帖最后由 hehejiuaixiao 于 2009-9-9 12:38 编辑 ]

vcar · 发表于 2009-9-10 09:24:17

原帖由 vcar 于 2009-9-9 10:03 发表

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调试发现是1.8V的DC/DC电路有问题，当1.8V的负载增加时电压下降，进一步增加负载1.8V输出可以降低到0.5V左右，并且该电源轨的电路开始发热，估计此时电流变大了。后来发现另外一个块备用板不存在这样的问题（相同 ...

电路结构就是这样的，呵呵，3.3V我要用呢。整个板子要用多条电源轨，不是仅仅用1.8V和1.0V的，而且10A/6A也是设计的供电能力，不是实际电流的大小。设计值肯定要超过实际需要的电流，肯定不能拿那个来算效率啊。

love_ic · 发表于 2009-9-10 10:51:44

原帖由 vcar 于 2009-9-10 09:24 发表

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电路结构就是这样的，呵呵，3.3V我要用呢。整个板子要用多条电源轨，不是仅仅用1.8V和1.0V的，而且10A/6A也是设计的供电能力，不是实际电流的大小。设计值肯定要超过实际需要的电流，肯定不能拿那个来算效率啊。 ...

为什么不用示波器看看输出有没有震荡？我想与其在这里猜测，不如多收集点测试数据，这样就很容易找到问题所在了！