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[参考译文] LMH6518:上电后 LMH6518 高温

Guru**** 2979400 points

Other Parts Discussed in Thread: LMH6518, BUF802

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1580501/lmh6518-lmh6518-high-temperature-after-power-on

器件型号: LMH6518
主题中讨论的其他器件: BUF802

LMH6518 上电后温度非常高。 输入共模电压为 2.5V、单端信号正负电压为 0.245V、输出电压差分为 0.388V。 问题如下:
1、上电后器件温升显著、超过 60℃(由于测试设备损坏,暂时无法测量稳定的温度数据)、并且无法在上面放手指。
2.默认情况下、如果不配置 LMH6518 寄存器、增益约为 4dB、而不是器件的默认–1.14dB (18.86 - 20)。

您能帮助检查原理图和 PCB 是否有任何问题吗?  

带有散热焊盘的 8 层 PCB

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    您好 Hui Cao22,

    您能否在此处确认连接?  我看到两个 1k Ω 电阻器连接到相同的节点:

    我检查了电源导轨和电源连接:VCC、VDD、GND 和 EP 均连接正确。  您是在多个单元还是单个单元中看到这种行为?  温升和错误的默认增益不是我们对 LMH6518 的预期。

    您的电源轨是否通过外部系统电源正确供电?  除非意外发生短路而导致器件发热、否则您观察到的温升很难在此器件上产生。  您能否确认正确的连接和电源电压?

    另请确认 GND 或其他网络与器件电源没有短路;这可能是电路板返工或焊接错误的症状。

    谢谢您、一旦您作出回复、我将继续为您提供帮助。

    此致、

    Alec

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    连接了两个 1K Ω 电阻、以确保默认情况下 IN 输入的精度为 2.5V。 目前尚未进行外部电源连接测试。 在此我将确认使用外部电源是否会导致异常温升。 焊接也被重新焊接,但这种现象仍然没有改变。 此外、当 LMH6518 的输出差分信号连接到 HMCAD1511 的输入时、是否需要并联一个 100R 电阻器以进行阻抗匹配?

    连接了外部 5.1V 电源、功耗为 1W。 总体功耗为 14W、6518 芯片的温度约为 50℃。 板卡的 VCC 电源为 5.19V。 当未连接外部电源时、功耗为 16W。 电源电压是否会导致 1W 功耗影响温升?

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    您好、Hui、

    我需要一些时间来查看此设置。  总的来说、我感到困惑、您能帮助我理解吗?

    从您的消息中、我看到外部电源仅为系统提供 14W、但板载内部电源(用于 PCB)提供 16W。  LMH6518 的功耗是多少?  是否有测量电流的方法?

    HMCAD1511 是一款高速数据转换器。  我预计有一条阻抗匹配建议、因此不会使用过多功率来驱动 ADC 的输入。  我也可以为您检查这个电路。

    谢谢!

    此致、

    Alec

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    您好  Alec、

    许和我是工作伙伴。 我负责测试和记录这种实验现象、还将解答您可能遇到的任何问题并提供解释。

    1.未连接外部电源时、板载 VCC +5V 的实际电压为 5.19V、总功耗约为 16W。

    从外部供电时、面板上显示的 5.1V 实际上仅为 5.04V(可以看到我使用了高精度万用表进行测量)。

    当外部电源调整到大约 5.14V 时、该电源的功耗约为 5.5W。

    因此、这两种条件下的功耗值确实相对接近。

     2. 根据 LMH6518 数据表、VCC 电源的典型电流消耗为 210mA。 由于电路中使用了四个 LMH6518 芯片、因此其总功耗约为 4.3W。

    此外、四个 BUF802 芯片还由 VCC +5V 电源轨供电、这就是使用外部电源时总功耗超过 5W 的原因。

    3.  LMH6518 数据表规定、VCM 引脚的电压范围为 0.95V 至 1.45V。

    然而、在设计过程中、当 VCM 引脚电压设置为 0.97V 时、芯片无法正常运行、并且输入/输出增益与寄存器配置不匹配。 只有在 VCM 引脚电压调节至 1.1V 后、芯片才开始正常工作。

    您能解释一下背后的原因吗?

    4. 跟进第三点:将 Vcm 电压设置为 1.1V 并使用 100Ω 终端电阻配置 LMH6518 输出后、芯片最终按预期运行。 至少、在读取和写入寄存器后、输入/输出增益与寄存器配置相匹配。

    不过、在这种情况下仍然存在相对较大的精度偏差。 这是否是由温度过高引起的?
    此致
    Dong Hui
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    尊敬的 Dong:

    感谢您参加讨论并提供最新信息。   

    第 1 部分和第 2 部分:感谢您对电路板设计、IC 数量、IC 类型和电源的说明。  谢谢你。

    在第 3 部分:我知道 VCM 引脚没有将输出偏置电压控制到正确的电平。  输出共模电压确实有电势偏移、这可能会将 0.97V 设置推至低于 0.95 限值。  我会尝试使用稍大的控制电压、例如 0.985V。

    另外、您能否确认输入共模电压(LMH6518 两个输入的共模电压)测量值是否在数据表范围内?  根据电气特性表中的规定、直流共模电压必须在 1.9V 至 3.1V 之间。

    对于第 4 部分:我了解性能提高到了预期值、但是您提到的精度偏差很大。  您能解释一下所遇到的精度偏差吗?  这是观察到的失调电压吗?

    该 LMH6518 器件上输出电压的直流或稳态值很重要;如果输出级的直流电压随着时间的推移而出现过大(不改变,这是稳态)、结果可能会导致失调电压增加、从而变得永久性。  绝对最大额定值表和相关脚注中指出了这一点。

    请告诉我您的其他想法和问题。

    谢谢你。

    此致、

    Alec

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    您好  Alec、

    很抱歉回复您的询问时出现延迟、这大约需要两天时间。

    我已将 LMH6518 的共模输入设置为 2.5V、因为 REF5025 基准和反向放大器 电路 用于偏置正负输入(如电路图所示)、测得的偏置电压与原理设计一致。

    然后、在重复观察和测量后、我获得了以下结果 (LMH6518 使用默认寄存器配置、即默认增益应为–1.12dB)、但数据值如下。

    LMH6518 的输入电压 LMH6518 的输出电压 计算增益
    0.2438 0.200 –1.720074112
    0.1358 0.1101. –1.822249019

    即使在我校准了测试数据之后、例如当输入为 0.2438V 且我校准了失调电压误差(精确的–10mV)、输出仍然不符合默认增益设置。因此、我认为仍然存在精密偏差

    此外、关于温升问题、我使用 FLIR 热成像仪重新观察了温度变化。 上电后约三分钟内、LMH6518 器件的外壳会达到 74℃ 的高温。 这可能是由器件内部晶体管产生的热量引起的、还是我的电路中仍然存在异常?

    此致
    Dong Hui

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    尊敬的 Dong:

    我将查看您的更新、并帮助找到一个好的解决方案的下一步。  我现在可以告诉您:对于该主题中所述的操作和用例、LMH6518 的温度正在升高。

    也许 PCB 也无法很好地散热、附近有太多 IC 会发热、并且 PCB 不足以让热量散发出去?

    能否只导通一个 BUF802 + LMH6518 对、或者所有四个通道必须同时导通才能通电/发热/热?

    这是一个调试步骤、我将确保我们确定的解决方案可以支持 4x 通道设计。

    此致、

    Alec

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    您好  Alec、
    四通道电路  在上电后默认运行、 不受程序控制。 ‘m、我无法使用单个 BUF802 + LMH6518 对进行测试。
    我 仔细审查了 LMH6518 的热耗散设计、并确定其热耗散性能 欠佳。 因此、添加了外部风扇来增强散热。
    通过这种修改、芯片温度可以稳定 在 50℃ 至 55℃ 的范围内、从而使其暂时正常运行。
    此致
    Dong Hui
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    尊敬的 Dong:

    我尊重并理解您的流程;感谢您向我提供有关您的冷却解决方案的最新信息。   

    很高兴该工程可以通过适当的器件冷却继续为您提供支持。  对于未来的热分析、热阻以外的热参数可能更适合计算热性能:

    半导体和 IC 封装热指标

    此致、

    Alec