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[参考译文] TLV1701:器件不断燃烧

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV1701

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/1168812/tlv1701-device-keeps-burning

器件型号:TLV1701

各位专家:

在该查询中寻求您的帮助:

相关器件型号为 TLV170x - 2.2V 至36V 微功耗比较器。
我们将比较器用作过压传感器(Estop 电路)、为芯片提供24V 电源。
芯片不断油炸、我想它是否与连接到 电源轨的二极管钳位相关、请参阅下面的内容。

此致、
阿尔基·A.

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    您好、Archie、

    很抱歉、您遇到了此问题。 只需回答几个问题:

    1) 1) IN+引脚上的电压是多少? 它会有多大? 如果高于 VCC + 0.5V、则会超出绝对最大额定值。

    2) 2) 2)您能否确认电路板上的电压是您期望的电压? 也就是说、芯片实际上是由24V 供电吗? 输入引脚电压是否在共模电压范围内?  

    3) 3)如果您用另一个样本更换器件、是否会遇到相同的问题?

    4) 4)您可以共享 PCB 布局吗?  

    -Chi

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    您好 Chi、

    感谢您的回答。 客户体验回应:

    [引用 userid="45333333" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1168812/tlv1701-device-keeps-burning/4397009 #4397009"]1) IN+引脚上的电压是多少? 它会有多大? 如果高于 VCC + 0.5V、则将超出绝对最大额定值。[/QUERP]

    始终为15V、直至按下紧急停止按钮。 按下紧急停止按钮后、电压应降至12V 基准以下、比较器应具有低输出。 理想情况下、IN+不应超过24V。

    [报价 userid="45333333" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1168812/tlv1701-device-keeps-burning/4397009 #4397009"]2)您能否确认电路板上的电压是您期望的? 也就是说、芯片实际上是由24V 供电吗? 输入引脚电压是否在共模电压范围内?  [/报价]

    是的、电压值是准确的、并且没有可能损坏比较器的尖峰。 我计划加厚电子停止电路周围的铜迹线、以确保它们能够处理电流/电压。 也许这是问题吗? 但仍然不应刻录芯片。

    [引用 userid="453333" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1168812/tlv1701-device-keeps-burning/4397009 #4397009"] 3)如果用另一个样本替换器件,是否会遇到相同的问题?

    是的、我们现场有多个电路板、但有相同的问题。

    [引用 userid="45333333" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1168812/tlv1701-device-keeps-burning/4397009 #4397009"]4)您可以共享 PCB 布局吗?  [/报价]

    我要连接 PCB 板的整个 Estop 电路布局部分。

    谢谢你。

    此致、
    阿尔基·A.

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    您好、Archie、

    感谢后续行动。  R339的用途是什么? 您能否改用限流串联电阻器? 除此之外、如果您始终从多个样片中看到问题、我实际上看不到您的原理图有任何问题、这可能会使我认为它可能来自布局。 您发送的图片仅显示原理图、您能否发送具有布线的实际电路板布局? 您是否通过原型设计/试验电路板测试了此电路? 如果不是、您能吗?

    是否存在在器件上电之前施加输入的情况? 芯片实际上何时炸?  

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    您好、Archie、

    我不理解"紧急停止"。 我看不到任何信号电压。 您能提供一些详细信息吗?

    此外、如果比较器的输入信号离开电路板进入外部世界、那么添加 ESD、EFT (突发)、浪涌、过压甚至电感反冲保护是否是一个好主意? 在我看来、比较器完全裸、没有保护。

    Kai

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    感谢 Chi 和 Kai、

    我们将在 PCB 布局可用时立即发送该布局、并根据客户端等待 Altium 许可证续订。

    R339主要是一个下拉电阻器、不知道上一位工程师为什么添加了该电阻器。  

    来自 CX 的问题:
    看起来问题肯定出在布局上、或者可能是由于输出端的负电压、因此也可能在输出端添加一个二极管?

    此致、
    阿尔基·A.

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    您好、ArSuzy、

    请提供完整的原理图、包括输出负载(仅一个处理器?) 和 Estop 环路的15V 源极。

    Estop 按钮是否会打开环路? 还是将环路接地?

    它何时失败? 何时按下按钮? 已发布? 加电/断电?

    15V 或24V 电源上是否有任何电感负载(继电器、螺线管、蜂鸣器)? 它们是否具有二极管 EMF 抑制器?

    24V 是否在15V 之前下降? 这肯定会导致一些损坏(通过 ESD 二极管从15V 电源反馈整个24V 电源)。 如果是这种情况、则必须在正输入端串联一个电阻(如红色划线所示)才能限制电流。 最好添加一个与比较器电源串联的二极管、以防止对电源进行反馈。

    这样的销毁不会随机发生。 这是一个严重过载(轻度地说)-过流或锁存器。 这种损坏会消耗很多瓦的功率。

    是的、R339是一个下拉电阻器、可确保在 Estop 连接断开时输出接地。 这对于正常运行至关重要。

    在按下按钮和加电/断电期间是否可以获得电路的示波器截图? 显示 IN+、IN-、V+和 OUT。 这将告诉我们很多信息。

    如果出现定序问题或瞬变、不建议在不添加限流电阻的情况下直接从电源馈送输入、尤其是从单独的电源馈送输入。

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    尊敬的 Paul:

    附加 PCB 板上比较器布局的一些快照:

    如果需要其他信息、请告诉我。

    谢谢你。

    此致、
    阿尔基·A.

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    是的、完整的原理图...

    Kai

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    您好、Artzy、  

    感谢您的布局。 我们仍在等待您的完整原理图。 输出有什么? 回答 Paul 的问题有助于指导我们了解问题是什么。

    您是否通过原型设计/试验电路板测试了此电路?  

    是否存在在器件上电之前施加输入的情况? 芯片实际上何时炸? 您能否显示输入、输出和电源的示波器截图?

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    各位专家、您好!

    请参阅以下答案。

    您能否提供完整的原理图、包括输出负载(仅一个处理器?) 和 Estop 环路的15V 源极。
    ​我要附上一个快速 PowerPoint、它介绍了 Estop 电路在整个设置过程中的工作原理。 15V 电源来自电源柜(PCS)。 电压线通过 Molex 连接器跨越所有分配器、并在比较器上满足 IN+。 很遗憾、我无法分享完整的原理图。
    Estop 按钮是否会打开环路? 还是将环路接地?
    ​打开循环。
    它何时失败? 何时按下按钮? 已发布? 加电/断电?
    ​理想情况下、在紧急情况下按下此按钮可立即停止充电会话。
    15V 或24V 电源上是否有任何电感负载(继电器、螺线管、蜂鸣器)? 它们是否具有二极管 EMF 抑制器?
    不要相信他们会这样做。
    24V 是否在15V 之前下降? 这肯定会导致一些损坏(通过 ESD 二极管从15V 电源反馈整个24V 电源)。 如果是这种情况、则必须在正输入端串联一个电阻(如红色划线所示)才能限制电流。 最好添加一个与比较器电源串联的二极管、以防止对电源进行反馈。
    实际上、24V 确实会在15V 之前下降、这实际上是我们根据数据表进行的第一次推测:  
     
    输入引脚被二极管钳位到电源轨。 摆幅超过电源轨0.5V 的输入信号必须将电流限制在10mA 或更低。
    ​同意您的看法、我将在正输入端添加一个10K 串联电容、并可能将一个100nF 电容接地、以滤除来自15V 线路的任何噪声。  
    ​您建议将二极管精确放置在何处?  
    这样的销毁不会随机发生。 这是一个严重过载(轻度地说)-过流或锁存器。 这种损坏会消耗很多瓦的功率。
    ​在电路板布局上、我还注意到24V 线路和15V 感应都是直接在比较器下方的第4层和第5层上重新跟踪(紫色和绿色)、这可能会增加问题。 我将把它们从芯片正下方移开。 请参见下图。  
    是的、R339是一个下拉电阻器、可确保在 Estop 连接断开时输出接地。 这对于正常运行至关重要。
    ​同意。
    如果出现定序问题或瞬变、不建议在不添加限流电阻的情况下直接从电源馈送输入、尤其是从单独的电源馈送输入。

    请告诉我 、如果您需要任何其他 信息、我认为我有一条坚实的前进道路。  
    再次感谢您的指导。
    此致、
    阿尔基·A.
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    ArtZy、您好!

    我认为在15V 之前24V 电压下降会导致问题。 这似乎不是布局问题。

    如果在按下按钮时打开环路会导致24V 下降、则当按钮重新关闭时、15V 电压会再次直接施加到未供电的比较器输入端、 ESD 二极管现在正通过输入 ESD 二极管对整个24V 电源进行反馈、从而导致魔术烟雾释放。 本质上、小的 ESD 二极管或将15V 电源接入24V 电源。

    与电阻器一起、我还会将一个二极管与比较器电源(引脚5)串联、以防止24V 电源反馈。 SP_VDD_24V 总线和旁路电容器之间的电压。 这也具有阻止任何反向电源瞬变的优势。

    您是否有机会在15V 上运行比较器??

     我会尝试添加电阻器、看看会发生什么情况。 您可能可以通过移除 R339并在 环路输入端使用10k 通孔电阻器从外部添加 R339和串联 R500电阻器、在现有电路板上找到试验电路板(kluge)。 这至少将显示这是否是根本问题。

    如果它仍然爆炸、那么是时候抓住示波器并在电源和输入线路上查找瞬变了。

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    您好、Archie、

    我将按如下所示执行此操作:

    从外部进入电路板的信号可能会受到各种过压(例如电感反冲)、EMI 和噪声的污染。 在这些情况下、R2和 C1提供的低通滤波器可能非常有用。 肖特基二极管 SD1和 SD2还会将过压钳制到比较器的电源轨、而 R2会限制流经这些肖特基二极管的电流。 R3和 R4将钳位输入电压除以系数2、以进一步降低到达比较器正输入端的过压。 10mA 时 BAT54S 的最大压降为400mV、将比较器正输入上的过压限制为<200mV、这被视为非常安全的值。 当比较器断电且信号通过 R2进入电路时、D1可防止任何反向电流流入24V 电源。 然后、Z1将电源电压限制为安全值。

    e2e.ti.com/.../archie_5F00_tlv1701.TSC

    是的、TLV1701的输入端确实包含保护二极管。 但是、在过压情况下对其进行偏置将允许产生超过芯片电源电压的输入电压。 这导致加电期间发生闩锁或锁定。 这在很大程度上取决于芯片是否会发生这种情况。 在较旧的芯片中、防止闩锁的一种方法是通过提供外部二极管钳位并在外部保护二极管钳位和内部保护二极管之间添加限流电阻器、将流经这些内部保护二极管的电流减小到非常小的值、如上所示。 这样、过压电流几乎完全在芯片上分流。

    RX 具有以下作用:如果 STOP 信号通过继电器触点运行、则应记住、继电器触点需要最小的触点电流才能实现可靠接通。 如果流经 R2、R3和 R4的电流过小、则可以使用 RX 将此电流增加到安全值。

    在电路输入端(U62)安装一个额外的 ESD TVS 是一个很好的主意。 但这仅在 ESD 电流再次离开电路板而不进入电路时有效。 这是可以实现的

    当 TVS 直接位于插座引脚、和时

    2.当1...10nF Y 形电容器从 TVS 的接地端子安装到 Metall 机箱时。

    省略 Y 电容器会使情况更糟、因为 ESD 会直接注入信号接地、并可能在整个电路板上运行、从而希望找到接地的信号路径(直接或通过杂散电容!)。

    出于同样的原因、进入或离开电路板的所有信号应该只在电路板的一个边沿执行此操作。

    Kai

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    感谢 Kai 给我们的完美和全面的解释:)  

    阿奇

    如果您需要进一步的帮助、请告知我们。 我现在要关闭这个线程。  

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    各位专家、您好!

    感谢您在此提供详细的信息。

    完全同意低通滤波器、我们已经在下 一个电路板修订版的原理图上添加了 RC 滤波器。  

    关于 R3和 R4、我们想象如果我们要使 IN+上的电压低于15V、会使用它吗?  
    我一直在考虑添加齐纳钳位作为电压基准、您认为这是必要的吗?
    我们可以想象它会与您的 D1和 D2类似。

    谢谢你。

    此致、
    阿尔基·A.

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    您好、Archie、

    齐纳二极管无法防止输入电压超过电源电压、如肖特基二极管钳位可以:

    Kai

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    Artzy、

     肖特基二极管 是单向的、正向电压较低、因此可在过压时钳制电压。

    -Chi