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ZXW602快充方案输出电压偏低?工程师有话说
此篇是卓芯微工程师的调试经验篇,是针对ZXW602快充方案“输出电压偏低”现象所做的说明
【问题】客户反映移动电源在输出空载时候,电压偏低。
其实,ZXW602内部已经在输出电压上增加了0.2V,也就是说输出5V的时候,内部其实设置的电压是5.2V,输出9V的时候,内部设置的电压是9.2V,输出12V的时候,内部设置的电压是12.2V。但是依然会有客户提出,输出电压刚好卡在5V/9V/12V这个零界点上,希望把输出电压在提高一点。
【解答过程】
实测过程中发现,其空载输出9.2V的时候,电压为8.92V。
能够影响到输出电压精度的3个因素分别为:TL431误差、取样电阻误差、MCU内部AD采样偏差
TL431的精度,一般为5‰(千分之五)。
2.5V * 1.005 = 2.5125V
2.5V * 0.995 = 2.4875V
实测的数据是2.493V,在规格书5‰以内。
输出电压取样电阻,选用1%精度的10K与2K分压取样。
10 * 1.01 = 10.1K 2 * 1.01 = 2.02K
10 * 0.99 = 9.9K 2 * 0.99 = 1.98K
从图中可以看出,9.91K与2.01K电阻,都在其1%范围以内。
既然TL431和分压电阻(10K/2K)都在正常范围内,为什么输出的电压不是理论值的9.2V?
按照理想值计算,AD口取样电压应当是如下情况:
9.2V / (10K + 2K) * 2K = 1.533V
如果电阻出现偏差的时候,有如下四种极端情况:
1、 10.1K + 2.02K 分压之后,取样电压是:1.533V
2、 10.1K + 1.98K 分压之后,取样电压是:1.507V
3、 9.9K + 2.02K 分压之后,取样电压是:1.559V
4、 9.9K + 1.98K 分压之后,取样电压是:1.533V
其中,第一和第四种情况,由于上下分压电阻是同相偏差,相互抵消,不予考虑。
当发生第二种情况的时候:
1.507V / 2K * (10K+2K) = 9.042V
当发生第三种情况的时候:
1.559V/ 2K * (10K+2K) = 9.354V
只考虑分压电阻的误差,其输出电压误差范围是9.042V------9.354V。
当TL431为理想状态的时候,其采用后的AD值如下:
1.533V / 2.5V * 4096 = 2511 LSB
如果TL431出现偏差的时候,会有如下四种极端情况:
1、 1.507V / (2.5V*0.995) * 4096 = 2481 LSB
2、 1.507V / (2.5V*1.005) * 4096 = 2456 LSB
3、 1.559V / (2.5V*0.995) * 4096 = 2567 LSB
4、 1.559V / (2.5V*1.005) * 4096 = 2541 LSB
其中,第一和第四为中间情况,不予考虑。
当发生第二种情况的时候:
(2456 / 4096 * 2.5V) / 2K * (10K+2K) = 8.994V
(2567 / 4096 * 2.5V) / 2K * (10K+2K) = 9.400V
当加上TL431的误差范围后,
其输出误差范围已经由原来的9.042V------9.354V,变成了8.994V----9.400V。
总结:
电阻的误差±1% 加上TL431的误差±5‰ 再加上芯片采样的误差大概±1 %,产品实际的误差应该在±3%以内。而快充过高通认证,其输出电压要求是±10%,我们的产品是在其范围内的。若依然想提高输出电压,有两种方式:
一、换千分之一精度的电阻和TL431。
二、软件增加其输出电压(存在正偏差电压过高的风险)。
高通认证标准:±10%
5V: 4.75V ---- 5.25V
9V: 8.1V ---- 9.9V
12V: 10.8V ---- 13.2V
详细的说明都在这里了,请客户根据各自的需求进行选择吧!