El convertidor DC-DC MAX5033CASA no proporciona el voltaje de salida correcto

No hay problema con el esquema de Maxim. Por supuesto, ese esquema y su circuito son completamente diferentes, por lo que hay pocas razones para pensar que el problema radica en el propio circuito de aplicación de Maxim. Si elimina todo lo relacionado con el TPS2375, incluso entonces el esquema de Maxim no sería sospechoso. Sin embargo, su diseño sería sospechoso. Los problemas con los circuitos de conmutación son, en la mayoría de los casos, un problema con el diseño real y, por lo tanto, incluir solo el esquema pero no el diseño de la placa de circuito no es útil y no obtendrá una solución a su problema. Si el diseño estaba bien y la fuente de alimentación estaba bien, entonces sospecharía que un ESD eliminó ese chip y probaría con otro. Si aún no funcionaba, solo entonces consideraría contactar a Maxim.

El chip ha estado fuera durante 3 años. Innumerables ingenieros lo han diseñado en productos. ¿ De verdad crees que tu dominio de la ingeniería eléctrica es tan perfecto que seguramente la culpa debe estar en la propia hoja de datos de Maxim? ¿Que este error pasó desapercibido para todos los que alguna vez usaron este chip en los últimos 3 años, y su éxito al usarlo fue pura suerte? Seamos razonables. Por supuesto, no hay problema con el esquema en la hoja de datos.

Hago un punto de decir esto porque la caída más grande de muchos ingenieros en mis experiencias personales ha sido la falta de humildad. El momento en que uno decide que un problema no fue causado por usted mismo es el momento en que se vuelve ciego a la fuente más probable de error humano (usted mismo). A veces tendrás suerte y el error realmente no es tuyo, pero todo lo que necesitas es una vez donde SÍ, y nunca lo encontrarás porque has decidido que no cometiste un error. Recuerde, tendemos a ser las peores personas para detectar nuestros propios errores, por lo que incluso si se siente 100% seguro de que no ha cometido un error, haga que otro ingeniero revise las cosas, o incluso mejor, haga que 2 o 3 ingenieros lo revisen. Te sorprendería la frecuencia con la que alguiende lo contrario, simplemente por no ser tú, es capaz de detectar errores que constantemente pasas por alto. Cometer errores no se refleja negativamente en su habilidad como ingeniero: todos los cometemos, todo el tiempo.

Ahora, normalmente cualquier pregunta que involucre un convertidor DC/DC necesitaría proporcionar el diseño, no solo el esquema. Pero en este caso, el problema es mucho más simple (y más fácil de resolver, ¡sí!).

¿Por qué no está utilizando la buena salida de potencia provista del TPS2375 para encender el MAX5033? Ese es el punto completo del pin ON/OFF del convertidor reductor. UVLO solo se necesita cuando dicha señal no está disponible. Y esta es probablemente la fuente de su problema.

El problema es que el MAX5033, al usar su UVLO para decidir cuándo encender, en lugar de permitir que el TPS2375 controle cuándo se enciende el MAX5033. Y el TPS2375 necesita tener ese control.

Para cumplir con el estándar 802.23af, existen ciertos requisitos para la corriente de entrada. Todos estos requisitos giran en torno al hecho de que podría haber quién sabe cuántos pies de cable ethernet de alto calibre entre esta fuente de alimentación y la fuente de voltaje. Con tan solo 44 V disponibles en el extremo distante del cable, y una resistencia significativa del propio cable en el medio, la corriente debe controlarse cuidadosamente para no reducir demasiado el voltaje. Esto, en general, es el objetivo de usar un chip como el TPS2375.

Los convertidores reductores son dispositivos muy centrados en la entrada. La ondulación primaria está en la entrada, no en la salida. Su entrada está tratando de extraer la corriente máxima del interruptor cuando está encendido, independientemente de la carga de salida. La carga de la salida varía el ciclo de trabajo del interruptor que está encendido, pero no afecta la magnitud de la corriente que intenta extraer mientras está encendido, incluso si está encendido solo brevemente. La corriente promedio será mucho más baja, pero la corriente promedio no es la forma en que el TPS2375 decide hacer su trabajo. Del mismo modo, la especificación 802.23af no se refiere a la corriente promedio, se refiere a cualquier consumo de corriente que no exceda varios límites.

Por lo tanto, el MAX5033 está tratando de encenderse cuando el límite de entrada está cargado hasta ~6.6V (dados los valores de la resistencia UVLO). Esto es mientras el TPS2375 todavía está en modo de limitación de arranque. La buena potencia de salida también es baja, porque la potencia aún no es buena. Ningún circuito aguas abajo debería estar consumiendo energía en este punto, pero el MAX5033 definitivamente lo está intentando. Esperaría que sobrecargue el circuito de límite de corriente y evite al menos un arranque adecuado. Pero, de la hoja de datos TPS2375, página 13, bajo el encabezado POWER GOOD (que, en teoría, ha leído):

El TPS2375 incluye un circuito de potencia buena que se puede usar para señalar al circuito de PD que el capacitor de carga está completamente cargado. Este pin está diseñado para usarse como una señal de habilitación para circuitos aguas abajo. Si el convertidor intenta arrancar mientras la irrupción está activa y consume una corriente igual al límite de irrupción, se produce una condición de bloqueo en la que la PD nunca se inicia correctamente. Usar el pin PG es la forma más segura de garantizar que no haya interacciones no deseadas entre el límite de irrupción, la característica de arranque del convertidor y el tamaño del capacitor principal.

Omita la resistencia del pin ON/OFF del MAX5033 a GND, no es necesaria (y 1 línea BOM menos es definitivamente una ventaja), dejando la resistencia de 1MΩ como pull-up (necesaria para la salida de drenaje/colector abierto del TPS2375). Conecte el pin ON/OFF directamente al pin PG. Ahora el MAX5033 puede ser controlado por el TPS2375 y su circuito debería funcionar.

Si no es así, ¡entonces es hora de publicar ese diseño de tablero!