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[参考译文] OPA2323:OPA2323 的差分放大器一半在~5 分钟内发生故障、而其他缓冲器半部分工作正常

Guru**** 2837210 points

Other Parts Discussed in Thread: OPA2323

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/1632120/opa2323-difference-amp-half-of-opa2323-fails-in-5-minutes-while-other-buffer-half-works-fine

器件型号: OPA2323

您好、

我遇到了基于 OPA2323 的差分放大器的问题。 几分钟后输出开始下降。 先逐渐上升(例如 1mV/5s)、然后更快、直到达到 0V。 这一半的芯片随后无法正常工作、无法输出准确的输出电压、仅为 0V。 同时、芯片另一侧的缓冲电路工作正常。

芯片中的放大器 1 和 2 用于监测 2S 锂电池包、其中放大器 1 从总电池电压中减去较低的电芯电压、以仅保留顶部电芯电压、该电压根据微控制器 ADC 进行缩放。 放大器 2 充当分压器的缓冲器以调节同一 ADC 的较低电芯电压。

由 TI TPS7B91033DBVR LDO 供电。 电路如下所示。 image.png

电池电压高达每节电芯 4.2V、但在电池电压低于此电压的情况下进行了测试。

我已经尝试移除微控制器芯片、以便为放大器提供开路负载。 我已经尝试移除 R4 和 C26、以便将放大器放入一个简单的缓冲器。 这些步骤均未使放大器从 0V 输出条件恢复、新的放大器继续出现故障。

我已经检查了电源和放大器 1 上的两个输入是否有示波器上的瞬态。 我发现上电时存在功率瞬态(TPS7B91033DBVR 的电源来自无线充电器链路)。 接下来、我尝试从工作台电源为放大器提供 3.3V 电压、但放大器仍然出现故障。  

我已经检查了 OPA2323 的工作温度。 没有什么特别的。  

我还尝试了 Diodes Inc 的 AS2333、它以同样的方式失败。

我不明白为什么这样一个简单的电路会带来很多问题。

任何关于要尝试的事情的想法都将非常感谢。

此致、

James

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    您好、James:

    您是否实际测量了每个引脚上的电压? 都支持上电和断电?

    蓄电池是否持续连接? 电源关闭时也是如此?

    这种情况发生在电路板上吗? 您测试了多少块电路板? 您是否更换了电路周围的电阻器?

    VMID 是否可以*高于 6V? TLV2323 的输入端没有上部 ESD 二极管、因此如果将输入拉至高于电源电压、则没有任何可钳位的二极管。

    当 CH1 开始“漂移“时、原始读数是否基本正确?

    当它开始漂移时、如果您“停止“它、然后再次启动它、它是“重置“还是从它停止的位置继续?

    您是否仔细查看了输出与示波器、看看它是否在高 (1MHz) 频率下振荡?

    您在低增益 (<2) 下使用的是 20MHz 器件、这可能会使其在较高频率下发出“吱吱声“。 如果使用 DMM 或低带宽范围进行读取、振荡看起来像是“漂移的“直流电平。

    您是否使用仪表验证了所有电阻值? 开路电阻器或安装错误的值很常见。

    输出是否有*其它问题*挂起? 是多少? 串联电阻? 连接器?  

    如果您使用 WSON 封装、散热焊盘是否连接到 GND?

    希望这是一个简单的答案...

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    我刚才发现、当运算放大器断电时、它在输入端仍然存在电压。 它只有在连接无线充电电源但始终通过电池连接输入端的电压时才会通电。

    这可能是问题吗?

    当无线电源断开时、它不会突然出现故障、而是在连接无线电源的几分钟内出现故障、因此我不确定。

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    您好、Paul:

    我已经在上电和断电的情况下测量了每个引脚上的电压。 对于给定的输入电压和电阻值、输出电压开始正常。 电源电压在 3.345V 时正常。

    即使运算放大器断电、电池也会持续连接。 当 运算放大器电源关闭时、运算放大器输出端的电压似乎会发生一些功率反馈。 如果这是问题、为什么同一封装中的放大器 2 由于相同的原因不会出现故障?

    我已经在同一个生产周期测试了 2 块电路板。 如上所述、对于 3mV 内使用的电阻值、输出电压最初是正确的(万用表读数)。

    VMID 上有 4 个 18650 电池。 否则必须严重地使电池过度充电。 BQ24133RGYR 充电器芯片不允许此功能。

    一旦输出向 0V 漂移、它将在复位后保持该状态。 此时运算放大器似乎发生了故障。

    我尚未在示波器上查看运算放大器的输出、我现在将进行此操作。

    我使用 AS2333 (350kHz BW) 获得相同的结果。

    我用一个仪表测量了所有电阻。 无缺失/打开/错误值。

    仅微控制器 ADC 连接到输出端。  

    我使用的是 SOIC-8 封装。

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    我更换了运算放大器、并在连接电池之前给它通电。 该运算放大器持续时间较长,但在大约 1 小时内以同样的方式失败。 接下来、我交换了运算放大器、并 从放大器 1 的输入端向每个电源轨添加了 BAT54S 肖特基二极管。 运算放大器在上电后很快开始发生故障。

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    我再次更换了运算放大器、用台式电源更换了电池。 这款运算放大器已经过了一夜、没有出现故障、也没有漂移。 问题似乎与电池有关、但我不确定如何处理。 我所能看到的只会导致输入端出现过压、但肖特基保护二极管不足以保护输入。 我将在连接和断开连接期间观察示波器上的电池电压、以检查是否存在瞬变

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    您好、James:

    这是真的很奇怪... 电池是永久性的、可拆卸的还是已切换的?

    TLV2323 具有“失效防护“输入。 它在输入端没有连接到 V+的上部 ESD 二极管(请参阅绝对最大值表中的注释 3)。

    您可以在输入端施加高达 6V 的电压而不会造成损坏或泄漏、即使没有电源也是如此(当然,输入不正确)。

    R73 可以将输出向上拉、使输出上部 ESD 达到 V+。 因此、R4/R73 路径由 V+的输出 ESD “固定“。 这可能会将 V+电源上拉一位...直到某个东西开始消耗电流。

    处理器 GPIO 引脚是否设置为输入? 如果将 GPIO 引脚设置为输出、情况应该会变热。

    电源电压或电流在漂移过程中是上升还是下降?

    当发生故障时、输入和输出上的“结束“电压是多少? 如果仍处于反馈之下、则两个输入应该完全相同。

    如果您将电阻器值调整到 162k/100K/47nF、会怎么样? 这也会减少电池的待机消耗。

    我做了一个模拟,它看起来还可以...我没有看到任何危险。

     

    “死“单元输出是否对 V-短路?  

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    Paul、

    电池是可拆卸的,因为使用插头连接,但它们将是最终产品中的一个密封组件的一部分,因此它们最终将是永久性的。

    微控制器引脚设置为 ADC 输入、因为我可以读取其中的电压、并且 在运算放大器裸片之前它们是相当准确的。  

    当失败时、输出非常接近 0V (~20mV),输入也接近该值并彼此相似 — 我只是等待另一个运算放大器裸片,以便我可以进行精确测量。

    我已经按照您的建议调整了电阻器和电容器、现在我将进行测试。 我仍连接了 BAT54S 二极管。

    由于调节电阻器和电容器、无论是带 BAT54S 二极管还是不带 BAT54S 二极管、我都没有看到另一个运算放大器芯片。 我无法解释原因。  

    死区单元的输出未短接至 V-。

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    今天、我再次努力解决这个问题、但我无法重现这个问题! 我 在星期三和星期四上经历了 10 个以上的运算放大器、现在看起来还可以。

    我甚至在出现故障时将电阻器换回旧值、这样就正常工作了。 为了降低输出噪声、我还将电容增加到了 4.7uF。  

    这让我很紧张,因为它是这样的问题,以前和现在,什么. 这些多氯联苯将被灌封并运送到该国的另一边、因此如果它们失败、这将是一个大问题。  

    有什么想法导致了问题?

    您会建议尝试并找出更多测试吗?

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    您好、James:

    我怀疑有某种物理故障。 电气故障并不重要。 OPA 和 DIO 以相同的方式发生故障这一事实表明它不是器件。 在没有过热或过压的情况下且仅在一个通道上发生的“缓慢死亡“是非常非常罕见的。

    接头松动? 分立式元件上的焊接不良? 是否确定所有接地都连接在一起/过孔连接在一起?

    要变为零、“BATT_TOP"必须“必须开路(R7 不良?)。 如果反馈丢失(R73 路径)、它会使输出突然变为低电平、但不会损坏...

    我见过 SMT 电阻器间歇性变化或值急剧变化,电容器短路或过度泄漏 — 这就是我要求您仔细检查电阻器的原因。 测量引脚上的电压时、请始终在引线的“阴影“上测量,而不是在焊盘上测量 — 以防焊点不良或迹线破裂...

    尝试轻触或弯曲电路板。 摆动任何连接器。 如果您交换了同一电路板上的电阻器、现在它可以正常工作、那么我会怀疑 resistors....it 可能出现问题。

    我仍会将电阻值增加 10 倍、以节省电池的待机负载/消耗。