Part Number:TPA3131D2
我司在调试1款对讲机产品时,使用TLV320AIC3106IRGZR(codec)+TPA3131D2(音频功放)方案,发现音频功放会概率性保护导致输出异常,该功放电路及外围参数已大批量在其它机型使用,暂未发现问题,帮忙从原理图及PCB ,FAULTZ 管脚异常原因方面分析定位下可能的原因.


异常时,FAULTZ信号异常,波形如上图所示
原理图文件

PCB及叠层
做过如下实验:
1.输出功率限制在3.5W,2.25W,1.64W,1.12W,0.02W 问题依旧.
2.在PVCC,增加1颗0.1uF,1颗1nf,2颗47uF,2颗470uF电容或使用外供电源,问题依旧.
3.SDZ信号做了如下验证,初步排除该控制信号问题

4.修改功放输出LC参数,选择合适的LC参数,可以规避该问题

5.不使用主板codec,使用外置音源(和幅度及频率无关),问题依旧;
将codec输出信号连接到demon板(使用demon板功放),可以解决该问题.
user1137090:
音频原理图.pdf
上传个清晰点的原理图及PCB布局图
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Kailyn Chen:
您好,fault和SDZ拉高时上拉电压3V3D电压是多少,3.3V吗?AVCC和PVCC的电压范围为4.5V~26V,最低也是4.5V,所以如果上拉到3.3V是不可取的。Fault和SDZ兼容AVCC电平,所以需要上拉到AVCC。
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user1137090:
3V3D是3.3V, AVCC,PVCC是电池电压7.4V, AMP_SDZ_EN是1.8V的GPIO口,这个貌似看规格也满足要求. 我们其它项目SDZ也是上拉到3.3V, 没有发现类似的问题
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user1137090:
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Kailyn Chen:
是的,我看到了,这几个控制信号的Vih(min)=2V即可,所以3.3V这里没问题。
另外,我看了下您调试的过程,以及TPA3131D2数据手册关于LC filter和磁珠的介绍,
datasheet中推荐磁珠的阻抗可与一个值在1000pF 范围内的小电容器一起使用,以将信号的频谱降低到可接受的水平。 为了获得最佳性能,磁珠/电容器滤波器的谐振频率应小于10MHz。此外,很重要的一点是磁珠必须足够大,以便在预期的峰值电流下保持其阻抗。所以通过您的调试发现当电容从2.2uf改为1000pf以内100pF的时候是能解决问题的。
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user1137090:
我们主要想了解两个问题
1. FAULTZ 管脚报错的具体条件是什么?
2. 相同的LC参数在别项目上不会有问题(本项目的电感使用0805封装,其它项目使用2520封装,感值没变,封装有变),只有在该项目有问题,是否与PCB有关,可能是有什么关系.
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user1137090:
1.今天下午试了下,没有在PVCC供电输入脚发现超过3.4A的过流值.
2.去增加风冷及散热硅胶,问题依旧
3.取消功放输出L+C的C(2.2uf),问题消失.
4.貌似没有发现功放输入过流或温度过温,还是不清楚FAULTZ管脚报错的原因
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Kailyn Chen:
user1137090 said:1. FAULTZ 管脚报错的具体条件是什么?
结温太高,过流,PVCC欠压,PVCC过压,DC offset太高都会引起fault报警。
user1137090 said:2. 相同的LC参数在别项目上不会有问题(本项目的电感使用0805封装,其它项目使用2520封装,感值没变,封装有变),只有在该项目有问题,是否与PCB有关,可能是有什么关系.
该项目是正常工作一段时间后出现问题的还是开始就出现问题?如果开始就有问题,可以做个交叉试验,方便把别的项目的芯片换到这个项目的板子上吗?或者这个项目的芯片换到原来项目的板子上,验证下是不是板子的问题。
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Kailyn Chen:
还有一点就是该项目使用的电容厂家和原来的是一个厂家吗?具有良好温度和电压特性,以及low ESR,高质量的陶瓷电容会帮助在应用中起到最佳作用。
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user1137090:
你好,
想问下,规格书中3.4A的过流点,是如何定义的,检测时间是否有严格要求。另外我们发现流过电感的峰值电流超过6A, 持续时间2us左右,看波形是现有的峰值电流,后输出fault信号(别的量产机型也有类似的电流),该电流是否会导致功放概率性保护呢?
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user1137090:
另外,我们现在怀疑和PCB走线有一定关系,功放下边的地过孔太少,8层通孔板,帮忙提供下该功放的layout设计指导文件
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Kailyn Chen:
在OUTN和OUTP之间可以多加GND vias提高EMI。注意这些GND 和芯片引脚GND连接在一起。
附件是EVM的PCB gerber files。您可以参考下:
sloc294.zip
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user1137090:
好的,我们参考EVM 修改PCB验证下. 另外,上边提到的过流点的定义帮忙确认下
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Kailyn Chen:
user1137090 said:
规格书中3.4A的过流点,是如何定义的,检测时间是否有严格要求。另外我们发现流过电感的峰值电流超过6A, 持续时间2us左右,看波形是现有的峰值电流,后输出fault信号(别的量产机型也有类似的电流),该电流是否会导致功放概率性保护呢?
3.4A 指的是过流触发值,也就是说一旦输出电流达到或超过3.4A就会触发内部保护电路,没有检测时间, fault 拉低。
是的,如果电感峰值电流都能达到6A,肯定是触发过流保护的。
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