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关于电子保险丝TPS24750RUVT短路保护后的芯片失效问题

Other Parts Discussed in Thread: TPS24750

先帖原理图:

设计要素:

1、输入电压恒定12V

2、过压保护阈值:14V

3、欠压保护阈值:8.4V

4、过流保护阈值:7.9A

5、可编程故障定时:9.2ms

6、浪涌功率限制:13.6W

在实际测量过程中发现,过流保护功能比较正常,如下图:

黄色波形为原理图中VCC12V(即输入电压)波形,绿色为VCC12V1(即输出电压)波形,蓝色为输入电流波形,触发为电流下降沿触发。这个过流保护过程可以描述为以下步骤:

1、负载电流由5A阶跃至8A

2、输入电流在8A持续9.2ms

3、输出关断

但是将关断时刻的波形局部放大后,可以看出输入电压和输入电流都有过冲,见下图:

另外又进行了短路保护功能测试,即负载由5A直接进行短路(使用电子负载的短路模式)。测试一次到两次后,TPS24750RUVT直接失效,表现为无输出电压,输入电流大约160mA。断电后测试,静态输入阻抗大约50欧姆,静态输出阻抗较大。抓到的波形如下:

设置的仍是电流下降沿触发,但由于绿色波形即输出电压在该图中一直为低电平,所以该波形不应是保护瞬间波形。不过可怕的是,在这个图中,输入电压由12V过冲至18.2V,输入电流从0A突变至27.3A。局部放大图如下:

那么问题来了:

1、短路保护后为什么会出现上图输入电压和输入电流的剧烈变化?

2、按照上图显示出来的数据,是否超过了该芯片里FET的SOA安全运行区域?又是否因为该原因导致芯片损坏?

3、电路原理是否有设计不当?怎么避免芯片短路保护后损坏?

谢谢!

  • Hi
    12V前面供电的设备或者说控制电路是什么? 这个看起来是前面的电路导致的。就像反激在开关关闭时会因为漏感产生较大的电压需要snubber 电路一样。
  • 12V输入由一台36V/11A/350W的线性直流稳压源提供。
  • Hi
    建议从2个方面考虑:
    假设输入电压不被拉低的情况下,输入出现过冲,是否会因为连接的导线或者板子输入端寄生电感,在关断瞬间造成的电压过冲。
    其次对于线性直流稳压源是否会因为负载过大(短路瞬间)将电压拉低,而电源本身可以有sense端补偿,导致瞬间的电压补偿过大造成的过冲。
  • 1、导线为1.5MM2多股铜制,长度25CM~30CM之间,寄生电感应该非常小;为了方便单独测试该芯片功能,我将R4和R8拆除,输入铜线直接焊接在R4和R8右端(原理图上),同时将R219和R220拆除,输出铜线焊接在R219和R220左端,然后接ITECH 150V/30A/300W电子负载。该电路板是8层板,至少4层有相对完整的地平面,所以PCB自身寄生参数的影响也应该比较小。
    2、您怀疑这台线性稳压源自身存在问题,但是这个电源带的远端补偿我并未使用,不过我可以将该电源与电子负载直接相连,然后开启短路模式,查看波形是否也存在这种情况,测量后将结果告知与你。
    另外,上述讨论的都是电压过冲问题,那么电流呢?
  • 你好,昨天我试验了将电源与电子负载直接相连,然后测试过流保护和短路保护的波形。分别测试了三台不同厂家、不同型号、不同规格的线性和开关电源,其过流和短路保护波形基本类似。过流和短路保护过程中,电源的输出电压并没有过冲等现象,见下图:(与测试TPS24750为同一台电源)

    短路保护过程中,实际上短路瞬间的电流要比上图显示的大(我的电流钳只能测到27A,尖峰被削掉了),各台电源都会有这种情况,只是时间长短由区别。但不管怎样,电源输出电压并没有过冲的现象。

    话题回到TPS24750上,将昨天的那张短路波形图再观察一下:事实上,在我按下短路按键之前,直流电源通过TPS24750是带载5A的,按下之后,示波器通过电流下降沿进行触发,抓出来的波形却显示在出现短路大电流之前,直流电源的电流基本为0,TPS24750的输出电压也基本为0。那么是否可以认为TPS24750在这个波形显示的时刻之前就已经完成了短路保护动作?如果之前已经进行了短路保护,又怎么会有这次疑似短路的情况?如果没有进行短路保护,那么这个疑似短路之前的时刻为什么TPS24750的输出电压和直流电源的的输入电流都为0?

    另外,若直流稳压源自身的过流保护时间比TPS24750的过流保护时间短会怎样?

    非常感谢!

  • Hi

          datasheet中有短路保护的波形,短路保护,电流大是一定的,但是不应该有电压过冲,这也是我怀疑是电压导致芯片损坏的原因。通过电流过大首先应该烧掉的是MOS,所以不良模式我会怀疑是输出有电压。而你测试的结果是输出没有电压。

          如果是过压,导致芯片某些脚烧掉,一般现象是有电流消耗,而无输出(例如chargepump电路烧掉之类)

       

        

  • 你好,从数据手册上看,TPS24750输入大电流出现在短路保护瞬间,这都是合理时的情况。不过以我现在使用的情况貌似现在看起来不太正常。那现在我需要着手从哪些方面进行测量试验呢?你们有这个芯片的DEMO么,可以测试或者寄给我测试一下吗?
  • 没人再能提供一些有建设性意见的答案么?