降压转换器的PGOOD引脚的实际测试
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1.前言
许多同步降压转换器设计人员面临一个共同的问题:如何最好地连接开漏电源良好标志,也称为电源良好 (PGOOD) 引脚。在这篇文章中,我将探讨电源良好与各种不同的上拉源相关联时的预期行为。有一些错误信息四处流传,希望这篇文章能澄清。
2.具体内容
正如许多转换器数据表所描述的那样,PGOOD 引脚的功能是在开关输出达到目标调节范围后指示高电平。例如,当带有集成开关的 TI降压稳压器之一的输出电压在目标值的 +10% 和 -5% 以内时,内部比较器会检测到电源良好状态和开漏场效应晶体管( FET) 关闭,使电源良好信号上升到上拉电压。如果输出电压超出目标值的 +15% 或 -10%,漏极开路 FET 将打开,电源良好信号在短暂的 2ms 延迟后变低。在其他一些情况下,电源良好也会变低(无论输出电压如何),例如当使能变低时,以促进电压链系统中的快速关机排序。
PGOOD 引脚的推荐上拉是将其连接到内部产生的 VREG 引脚或 BP 引脚。当器件被禁用或未通电时,输出保持低电平,这有利于在出现任何偏置之前定义电源良好状态。一些具有不同输入/输出 (I/O) 电压的用户更喜欢将 PGOOD 引脚上拉至 3.3V 等外部偏置,这会由于时序而引入一些复杂情况。在提供 VIN/VDD(通常为 12V)之前,没有任何东西为比较器和“定义”电源良好状态的逻辑供电。此时(上电前),漏极开路 FET 的栅极电压由泄漏决定,更可能关断而不是导通。将该事实与可能在 VIN/VDD 之前出现的外部上拉电压相结合,可能会导致 PGOOD 引脚在其他 PBAD 状态期间显示为高电平。
图 1 至图 5 是使用 TPS53315 和 TPS53319 同步降压转换器由 VREG 上拉的 PGOOD 和由外部电压上拉的 PGOOD 的示波器截图。请注意 PGOOD 如何浮升至上拉电压,即使器件未在调节。
TPS53315 是 D-CAP™ 模式、具有集成 MOSFET 的 12A 同步开关。它专为易于使用、外部元件数量少和小封装电源系统而设计。
该器件具有单轨输入支持、一个 19mΩ 和一个 7mΩ 集成 MOSFET、精确的 1%、0.6V 基准和集成升压开关。具有竞争力的特性示例包括:大于 96% 的最大效率、3 V 至 15 V 的宽输入电压范围、极少的外部元件数量、用于超快速瞬态的 D-CAP™ 模式控制、可选的自动跳过和 PWM 操作、内部软启动控制,频率可调,无需补偿。
转换输入电压范围为 3 V 至 15 V,电源电压范围为 4.5 V 至 25 V,输出电压范围为 0.6 V 至 5.5 V
图 1:TPS53315 电源良好无故障
图 2:TPS53319 电源良好无故障
图 3:导致 PGOOD 连接到使能的 TPS53315 电源良好毛刺:使能电源先变高,然后是 VDD
图 4:导致 PGOOD 连接到使能的 TPS53319 电源良好毛刺:使能电源先变高,然后是 VDD
图 5:TPS53319 电源良好故障导致 PGOOD 上的外部 3.3V 上拉电压出现在 VDD/VIN 之前
最好通过分压器使用自衍生电压,以始终保证 PGOOD 引脚的逻辑状态。使用外部常开电压时,下游逻辑需要额外考虑,以避免在控制器电源 (VDD) 升至 ~1V 之前出现小的电源良好故障。