ZHCAD69 September   2023 TPS61299

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1热水器介绍
  5. 2低压启动升压转换器简介
    1. 2.1 TPS61299 简介
    2. 2.2 传统启动过程简介
    3. 2.3 降压模式和升压模式运行
  6. 3TPS61299 超低电压启动设计
    1. 3.1 超低电压启动设置
    2. 3.2 AVIN 影响启动过程的方式
    3. 3.3 Vout 影响启动过程的方式
    4. 3.4 L 影响启动过程的方式
      1. 3.4.1 为什么电感越大,启动所需的 PVIN 越小?
      2. 3.4.2 为什么电感继续增大时启动所需的最小 PVIN 却不会降低
      3. 3.4.3 为什么 80mV 时可以正常启动,而 70mV 时却无法启动?
  7. 4超低电压启动设计
    1. 4.1 测试波形
  8. 5总结
  9. 6参考资料

降压模式和升压模式运行

待添加:在启动期间,当输入电压高于输出电压时,TPS61299X 在降压模式下工作,以保持开关状态。在降压模式下,高侧 PMOS 源极切换到 SW 节点,而不是 Vout(升压模式下)节点。请参阅图 2-4图 2-6,以比较高侧 PMOS 在降压模式和升压模式之间的差异。在 toff 周期内,高侧 PMOS 的栅极总线被拉至输入电压 (AVIN),而不是地,然后源极节点(即 SW 节点)可以由 PMOS 的内部 Cgs(高侧 PMOS 的 Vgs_th 约为 0.7V)充电到 AVIN+Vgs_th。请参阅图 2-5,以了解电感电流和 SW 节点电压。因此,SW 总线电压比 Vin 高 0.7V,然后电感器可以放电,能量可以转换为输出。

在降压模式下,高侧 PMOS 在饱和区下工作,而不是完全导通状态,因此其效率要比升压模式低得多。这样,PMOS 两端的压降增加至足以调节输出电压的程度。在这种模式下,功耗也会增加,并需要考虑散热。因此,可以仔细考虑器件版本的电流限制,因为如果负载太重,以至于输入电流接近电流限制,则由于降压模式下效率降低,器件可能无法正常启动。另外,在降压模式下,电流限制也将降低。

当 Vout 斜升超过输入电压后,该器件进入升压模式。高侧 PMOS 的源极节点会切换至 VOUT 总线,如图 2-6 所示。图 2-7 展示了电感器电流和 SW 节点电压波形。在 toff 周期内,SW 高侧 PMOS 导通,因此 SW 电压等于 VOUT,这意味着电感器上的压降为 VOUT-VIN。

总体而言,所示启动解决方案之间的主要差异是器件在 VIN 引脚上的实际电压差异,这决定了器件退出降压模式和进入升压模式时的阈值。由于升压模式的效率比降压模式高得多,启动过程的行为可能有很大不同,具体将在节 3中详细讨论。

GUID-20230830-SS0I-GKTG-MJGQ-FH973XX67C47-low.svg图 2-4 降压模式拓扑
GUID-20230830-SS0I-VBXM-VBTM-RFSGQZ67S0FB-low.svg图 2-6 升压模式拓扑
GUID-20230925-SS0I-KH9M-B0B9-6VQHSXCWVQN4-low.svg图 2-5 降压模式波形
GUID-20230920-SS0I-5JQR-GGMJ-1DJNJG44DGPS-low.svg图 2-7 升压模式波形