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[参考译文] OPA330:输出电压等于电源,而不是输入

Guru**** 1626620 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA330, TINA-TI
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/1097962/opa330-output-voltage-equal-to-supply-and-not-input

部件号:OPA330
线程中讨论的其他部件: TMS320F2.8388万DTINA-TITMS320F2.8386万D

您好,

我们正在其中一个主板上使用DSBGA版本的OPA330。

原理图如下所示:

然后将此设计的输出电压提供给TMS320F2.8388万D的ADC输入。

本原理图在我们的主板上使用了四次,以获取LDO产生的10V电压,并作为我们设备的输出(外部传感器电源)提供。

在测试期间,我们发现其中3个装置的输出电压与电源电压(3.3V)相等,而输入电压为2.7V,最后一个装置的输出电压是正确的。

出于兴趣,其中一人正在工作,然后突然出现了这种行为。

您是否发现任何可能导致此类行为的原因/问题? 特别是使用特定的DSBGA封装。

此致,

克莱门特

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    您好 ,Cl é ment,

    在测试期间,我们发现其中3个装置的输出电压与电源电压(3.3V)相等,而输入电压为2.7V,最后一个装置的输出电压是正确的。

    OPA330采用DSBGA封装,很难看出封装下面的电子触点是否有问题。 我想知道BGA连接中是否存在焊接问题或IC对齐问题。 如果四个IC中有一个在短时间内工作,然后停止工作,则下面可能存在一些电气连接问题。 如果输出为3.3VDC,则听起来似乎负反馈与运算放大器的输出没有正确关联(工作方式与比较器类似)。    

    另请检查BGA衬垫的下方是否有-->您可能必须卸下该部件并检查裸PCB板。 有时,工艺工程师不考虑BGA焊料的体积。 在回流过程中,大量焊料被吸入BGA垫下方的VIA中,为BGA部件下方的正确电气连接留下极少的焊料。   

    请取出BGA部件,检查显微镜下是否缺少电接触迹象;然后用热风枪重新喷漆该部件,看看是否可以解决这些问题。 或者,您可以检查PCB轨迹的电阻率并确定任何可能的问题。

    如果您有其他问题,请告知我们。  

    最佳,

    雷蒙德

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    您好Clement和Raymond:

    我注意到,当3.3V导轨断电后,10V电阻分配器断电,您可以打开ESD二极管。   电源轨上快速转换为零时,电容器C465也会导致这种情况发生。  有ESD二极管从输入端连接到电源针脚。  输入引脚上的电流应限制为10mA或更低。 这可以通过电容器和输入引脚之间的电阻器来实现。

    此致,

    Castrense

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    最可能的原因是 3.3V与10V电源的定时故障。  为使电路正常工作,必须先打开3.3V。 如果在3.3V之前接通10V,它将通过ESD二极管(参见下文)上拉(V+),并且电路进入锁定状态,需要循环10V电源以将其拆除。 不存在损坏ESD二极管的危险,因为57.6k输入电阻器将通过ESD二极管的电流限制为仅174uA (10V/57.6k),而ESD二极管的绝对最大额定值为10mA。

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    您好,

    感谢您的回答。

    我怀疑由于10V电压而导致的锁定情况,因为此电源的启用是由CPU驱动的,而CPU由3V3供电,具有适当的上拉/下拉功能以应对CPU启动。 出于兴趣,我们使用 LP2951-N-ADJ来生成10V。

    我们对所有主板的BGA执行了X射线检查,以检查焊接是否正确,没有发现任何问题,但这并不能证明它是100 %。

    我们已经验证了主板制造商使用的回流工艺,它似乎与DSBGA封装的组件规格一致。

    此致,

    克莱门特

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    Clement,

    在缓冲器配置中 ,“ 输出电压等于电源电压(3.3V),而输入电压为2.7V”这一事实根据定义是锁定。  否则,输出可能会高于输入 电压;这可能是由于另一个电源电压(P10V)驱动输出。  但我知道您的疑虑来自:"10V电源由CPU驱动,由3V3供电,具有适当的上拉/下拉功能以应对CPU启动。"  但是 ,LP2951-N-ADJ处于活动低电平状态,最大 启用电压为0.6V (参见下文),因此在3.3V电源完全打开之前,10V电源可能已经打开-这将导致10V电源上拉电压(V+)高于Vin,从而将电路推入锁定状态。  验证这一点的唯一方法是放置示波器探针并比较精确的正时P10V与P3V3。  验证锁定状态的另一种间接方法是循环P10V电源,而不循环P3V3。

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    您好,Marek:

    我们今天上午将尝试回收利用。

    但如果这是真的,我们应该在其中的四个方面观察它,不是吗?

    我们还有另一个此类示例,用于监测用于生成3V3的55V内部电压,但我们没有观察到锁定情况。

    此致,
    克莱门特

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    我们曾尝试回收,但没有成功。

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    Clement,您好!

    您是否在P3V3保持打开的情况下循环使用了P10V电源?  如果是这样, 如果Vin被拉至地电位,则Vout必须从3.3V导轨下降,因为没有任何东西可使其保持(V+),除非零件损坏-参见下文。  

    我更改了R1的值,重新创建了从轨道出来的输出电压的模拟条件(D1和D2是附加的寄生二极管)。

    如果事实上输出电压保持在(V+),而输入电压保持在0V,则只能:

    1.由于电源循环时间太短(短于R1||R2||C1时间常数-见下文)-在这种情况下,您需要降低其速度。  您还可以通过放置示波器探针并比较Vin与P3V3的精确定时来验证锁定情况。

    2.或部件已被(V+)电源过压(VIN>7V)损坏。  OPA330上的最大电源电压(V+)为7V,即使是高于7V的极短持续电压(V+)也可能会永久损坏部件-您需要检查部件在客户设置之外是否正常工作,或者Vout是否对(V+)短路。

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    Marek

    我们通过Code Composer Studio调试程序循环运行,因此循环过程非常漫长,P3V3仍然存在

    除了一个部件外,Vout确实从电源导轨上下降,但随后又返回。

    电源电压从未超过3V3,否则我们会损坏支持较少的其他部件。

    克莱门特

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    Clement,

    如果输出电压确实从电源(3.3V)下降,则在由2.67V (10V*21k/(21k+57.6K)的输入电压驱动时,它不可能恢复到3.3V,除非ESD电池已损坏-参见下面1k的RESD将输入电压拉至3.26V。  P10V关闭时,您读取的输出电压是多少?  了解 0V时P10V的输出电压读数将允许反向计算实际RESD值。  

    此外,具有Vout的部件绝不会从具有0V电压的3.3V导轨下降(输入或输出对(V+)短路-没有其他方法。

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    Marek

    以下是我的测量值:

    10V开 10V熄灭
    VIN 输出电压 ADC转换 VIN 输出电压 ADC转换
    U112 2.68伏 3.3V 11.21V (饱和) 20.67mV 3.3V 11.21V (饱和)
    U113 2.68伏 2.68伏 10v 20.7mV 0.032伏 0.08V
    U114 2.68伏 3.15伏 11.21V (饱和) 20.63mV 2.23伏 0伏
    U115 2.68伏 3.29伏 11.21V (饱和) 20.87mV 0.57伏 5.42伏

    我同意您的观点,U112必须损坏。

    对于其他人,我必须承认测量结果非常奇怪...

    克莱门特

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    Bon Soir Cl é ment,

    使用外部钳位二极管与分压器组合使用是防止锁定的一个好方法。 在以下方案中,显示了低泄漏二极管BAV199:

    正如以下TINA-TI模拟所示,当V1从0V变为3.3V时,OPA330的内部ESD单元从未打开:

    e2e.ti.com/.../clement_5F00_opa330.TSC

    Kai

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    您好,

    我不确定锁死是否是问题,正如您从我上面分享的OPA状态中所看到的。

    克莱门特

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    Clement,您好!

    四个设备中有三个损坏,而一个设备是良好的-请参阅下面的内容。

    请参见下方的可能短路,以了解已销毁/已损坏商品。

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    您好,Marek:

    是的,从测量中,我期望得出相同的结论。

    我现在的问题是,我需要尝试确定哪些因素可能导致这些损坏=>破坏,以查看是否存在我们需要修复的设计错误。

    您是否对造成这种情况的原因有任何想法?

    谢谢!

    克莱门特

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    您好 ,Cl é ment,

    您是否有机会卸下U112并更换为新的U112? 更换后的结果是什么。   

    如果移除了U112,您能否检查输出电阻率与V+和V-等(双向),并将结果与良好结果进行比较。 我想更好地了解这些问题。  

    最佳,

    雷蒙德

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    您好,Cl é ment,

    一些想法贯穿我的头脑:

    1. OPA330也可能被输出中的电过度应力或ESD破坏。

    2.锁定情况通常是由于非正常的通电或断电造成的,如果一个或多个电源电压的上升或下降,在您的情况下,10V和3.3V会因突然上升或下降而中断(短时闪烁和骤降)。 然后,两个电源电压变为异步,OPA330的输入电压可能会超过OPA330的电源电压。

    例如,如果其中一个电源电压的负载情况在正常操作期间可能不同,也可能发生这种情况。 想象一个负载未永久连接到其中一个电源。 然后,加电和断电期间的上升和下降时间可能会有所不同,尤其是在负载很重的情况下。

    由于通过测量来查找此类锁定事件可能非常复杂,因此我始终设计一个电路,其中OPAMP的输入电压来自与OPAMP电源电压完全不同的电源,从而无法锁定。

    3.是否确定OPA330已损坏? 我提出这个问题是因为微功耗运算放大器在输出端直接连接电容负载时会表现得非常奇怪。 简单的数字电压表可以显示相当大的输入电容,使OPA330立即振荡。 因此,在测量过程中,我会在OPA330的输出端直接安装一个隔离电阻器或1k:

    e2e.ti.com/.../clement_5F00_opa330_5F00_1.TSC

    4.从第3点开始:在测量过程中以及稍后在正常操作过程中,与OPA330输出的连接是什么?

    Kai

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    Clement,您好!

     最可能导致输出损坏的原因可能是ESD事件,在通电或感应反冲期间过电压(Vs>7V)。  

    话虽如此,我在指出四个部件中有三个似乎已损坏时得出的结论是,假设输出没有驱动任何无功负载(电流或电感器),因为您没有显示任何。  但是,如果实际上您正在驱动,例如,一个较大的电容负载,Kai可能 是正确的,因为 输出可能会振荡,这将显示为错误的读数,而不会损坏部件。

  • 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。
    </s>407.972万

    您是否有机会卸下U112并更换为新的U112? 更换后的结果是什么。   

    如果移除了U112,您能否检查输出电阻率与V+和V-等(双向),并将结果与良好结果进行比较。 我想更好地了解这些问题。  

    [/引述]

    我们计划在完成主板验证后再执行此操作,以便进一步调查。

    </s>408.0066万

    1. OPA330也可能被输出中的电过度应力或ESD破坏。

    [/引述]

    考虑到我们正在推动ADC的投入,我怀疑这一点。

    除非事先将组件提交到ESD压力下。

    </s>408.0066万

    2.锁定情况通常是由于非正常的通电或断电造成的,如果一个或多个电源电压的上升或下降,在您的情况下,10V和3.3V会因突然上升或下降而中断(短时闪烁和骤降)。 然后,两个电源电压变为异步,OPA330的输入电压可能会超过OPA330的电源电压。

    例如,如果其中一个电源电压的负载情况在正常操作期间可能不同,也可能发生这种情况。 想象一个负载未永久连接到其中一个电源。 然后,加电和断电期间的上升和下降时间可能会有所不同,尤其是在负载很重的情况下。

    由于通过测量来查找此类锁定事件可能非常复杂,因此我始终设计一个电路,其中OPAMP的输入电压来自与OPAMP电源电压完全不同的电源,从而无法锁定。

    [/引述]

    根据我所做的测量,我怀疑我们处于锁定状态,因为我无法通过循环关闭测量电压来恢复输出。

    3.</s>408.0066万 是否确定OPA330已损坏? 我提出这个问题是因为微功耗运算放大器在输出端直接连接电容负载时会表现得非常奇怪。 简单的数字电压表可以显示相当大的输入电容,使OPA330立即振荡。 因此,在测量过程中,我会在OPA330的输出端直接安装一个隔离电阻器或1k:[/QUOT]

    嗯,Marek让我做的测量表明了这一点。

    我们使用精密万用表进行测量,有时还使用示波器进行测量。

    此外,我们CPU的ADC与我们测得的电压一致。

    </s>408.0066万

    4.从第3点开始:在测量过程中以及稍后在正常操作过程中,与OPA330输出的连接是什么?

    [/引述]

     TMS320F2.8386万D微控制器的ADC输入。

    </s>408.039万

     最可能导致输出损坏的原因可能是ESD事件,在通电或感应反冲期间过电压(Vs>7V)。  

    话虽如此,我在指出四个部件中有三个似乎已损坏时得出的结论是,假设输出没有驱动任何无功负载(电流或电感器),因为您没有显示任何。  但是,如果实际上您正在驱动,例如,一个较大的电容负载,Kai可能 是正确的,因为 输出可能会振荡,这将显示为错误的读数,而不会损坏部件。

    [/引述]

    我们并未如上所述施加重大负载。

    所以我怀疑我们是否可以在ADC输入引入的负载下获得振荡输出,对吧?

    克莱门特

    [/quote]
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    [/quote][/quote][/quote][/quote][/quote]
  • 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。

    您好,Cl é ment,

    我们计划在完成主板验证后再执行此操作,以便进一步调查。

    当您能够从PCB上卸下其中一个无法正常工作的OPA330时,请告诉我们,并对其进行了特征化,以确定该部件是否确实损坏。  

    OPA330中的一个发生了什么,它最初工作,后来停止工作。 当前的功能状态是什么? 根据您的最新测量结果,四个OPA330中只有一个工作正常,所有四个OPA330都具有相似的输入和输出连接。

    最佳,

    雷蒙德

  • 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。

    Raymond,您好!

    状态没有变化,我们只是继续测试主板的其他功能,然后再更换这些故障部件。

    是的,在该功能的四个中只有一个,但我们在主板上还有9个OPA330,它们工作正常。

    四个OPA330具有类似的输入/输出连接yes。

    另一个具有相同的输出连接,即ADC,但输入不同(在分频器,差分放大器输出之后进行55V缓冲)。

    此致,

    克莱门特

  • 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。

    您好 ,Cl é ment,

    已理解。 请在您能够获得额外数据后告知我们,这些部件将被移除并分析。  我假设所有OPA330都是从同一批中获得的。  

    最佳,

    雷蒙德