OPA452: 32路 opa452组成的一个PCB板 在使用一年以后,有5片不知什么情况失效了,请帮忙分析一下原因

Part Number: OPA452


32路 opa452组成的同比例4倍放大运放,一个PCB运放板  在使用一年以后,有5片不知什么情况失效了,请帮忙分析一下原因,原理图如下:image.png

整体使用时候,由1个DA输出板卡给这个32路OPA452输入信号,放大4倍后,输出给后级,DA板卡默认输出0V。期间也有正常上下电操作,在使用一年后,其中5路的运放失效了(其中3路输出,未接后级),更换新的运放后,能正常工作,确定运放是损坏了,经测试发现,给运放板供电的电源能正常供电,两路电源几乎在ms级别的同时供电,运放损坏后,坏的运放都几乎输出了负电源电压,PCB板静态测试输出端对地电阻约30k,正常的运放约在40k, 运放在整个系统断电时,出现了负电源后于正电源掉电现象,持续约500ms, 导致掉电时,正常运放,出现了不期望的,输出了一个-1.8V的信号。

1、我要分析一下运放在正常工作一年后,运放损坏的原因,有什么方法可以确定失效的原因?客户要一个确定的失效原因?

2、还有就是如何解决在电源关断时,输出了一个不期望的负向信号(当然在电源上电时,会出现一个正向5V的脉冲信号,但不影响后级),有什么解决办法?

3.OPA452是否支持单电源DC+40V供电来正常工作,需要注意什么?

  • 感谢您对TI产品的关注。
    我们正在核实您的问题,请等待我们的答复。

  • 您好,

    1.损坏原因建议从以下方面排查:
    1)供电电压范围最大是+-40V, 从电路图看没有任何余量,上下电或者电源波动时极有可能造成过压损坏。
    2)电源掉电不同步(如您描述有500ms)导致电气过应力。
    解决方案参见:https://edu.21ic.com/video/2564

    3)上下电时刻,输入信号超出电源轨导致损坏。

    4)PCB布局不合理导致热损坏。
    2. 该运放不具有输出关断功能,如果有影响,后端建议增加额外电路。
    3.支持单电源DC+40V,但需要注意共模电压范围。 (V–) + 5  ~ (V+) – 0.5, 即 5~39.5V。

  • 1.关于运放损坏失效,供电我们测试了现场的运放板,运放正负供电源压差约为79.5V 。

      1)我们在实验环境把整个运放板 电源压差调到了80V,模拟正常工作环境100次频繁上下电测试,未见运放有损坏

      2)我们还模拟人为模拟运放板不同步供电和掉电正负电源(时差约5-10秒)风险操作 100次、也未见运放有损坏

      3)其中1路运放先加信号(信号DA板卡工作最大输出+-10V信号,实际把信号加到了+-30V)后加电源风险操作 100次 ,信号加载期间,电源掉电风险操作 100次也未见运放有损坏

      4)PCB封装是按建议的封装进行的,布局也找专业人士评估过,布局合理。到时注意到一个情况,就是焊接时是人工焊接的,由于该运放引脚较为密集,有引脚粘连,需要清理多余焊锡,络铁温度约360-380摄氏度,连续加热约2-3分钟情况,这种算不算风险操作情况

    针对上面的风险操作情况,我不知道贵公司有对该运放电源不同步上电、下电,先加信号后加电源 ,加信号掉电源,焊接温度测试等操作,有过测试研究,或者结论什么的,比如再测试多少次之后出现过运放损坏的情况?还有就是这种测试对运放有累集效应,他不是一下就坏了,要经过多次累集?

    2.还有其他具有+-40V供电,具有关断作用的运放推荐么?

    3.我们看到其他的运放内部具有一些钳位二极管、TVS二级管保护,不知到OPA452也采用了这种结构么,就是外部需不需要再加这种保护,如图:

    OPA452在使用时,应注意加那些防护器件?

  • 您好,

    下面分析供您参考。

    您提到实验环境+-40V,这可能并不能代表真实的工况。

    您可以用万用表二极管档位测一下In-, In+,Vout与V-, V+的二极管是否损坏。

    另外,需要调查板子是否有EMC风险。

    您可以看下下方运放带shutdown 功能。

    https://www.ti.com.cn/zh-cn/product-category/amplifiers/op-amps/power/products.html#2192=Shutdown&1261max=80%3B180&