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[参考译文] INA199:INA199在验证设计时损坏

Guru**** 665180 points
Other Parts Discussed in Thread: INA199, LMP8640HV, INA282, INA240
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/721078/ina199-ina199-damaged-while-validating-design

器件型号:INA199
主题中讨论的其他器件: LMP8640HVINA282INA240

您好!

我将 INA199A1DCKR 用于48V 线路上的直流电流监控应用(低侧感应)。

我之前已经测试(严格)包含以下设计的原型板。  

原型验证后、我将 R75、R76 (10 Ω)电阻替换为铁氧体磁珠、并在 IN+、IN-引脚上添加了一个电容器(0.1uf)。

但在修改后的电路板中、我收到了;在测试电路正常工作时、测量了正确的电流读数。 但 INA199的输出突然变为零。  

我使用的是200/50mV 分流器、故障时流经分流器的电流为~25A (电阻式)、稳定。

此外、我使用2个单独的电路来测量流经2个不同分流器的电流、这两个分流器同时死。 这种情况发生在2个单独的电路板中(总共我烧毁了4个 INA199、但原因仍然未知)

在测量 IN+、IN-引脚和接地之间的电阻时、我观察到在工作板中电阻为~400k Ω、但在故障板中电阻降至<10k Ω、显示了不同 IC 的不同值。

当电路板仅加电时(不连接分流连接器)、我会看到分流连接器引脚上的随机 mV 值。

请说明可能的故障原因。

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    您好、Mayank、

    感谢您联系我们。  那么、如果我理解正确、那么当系统在25A 负载下处于稳定状态时、您的器件在上电后自动停止工作?  还是在加电期间发生故障?  我看不到您的原理图有任何即时问题。  但是、我怀疑您的问题源于使用此器  件的 A 版本(INA199A1)而不是 B 或 C 版本(INA199B1或 INA199C1)。  如果器件的通电速度过快、例如电池可能会立即转储大量电荷、则版本 A 中的 ESD 结构可能会出现导致性能降低或器件自发不工作的问题。  因此、我建议将您的 A 版设备替换为 B 版或 C 版设备、然后重新运行测试。  如果之后仍然遇到设备故障、请告知我们、我们将尝试确定导致设备故障的其他原因。

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    尊敬的 Patrick:

    感谢您的快速响应。 在其中一个电路板器件在系统处于稳定状态时停止工作、而在另一个电路板中、加电后显示的值错误。 这两块板都只有2天的历史、而且在前一天工作得非常好。 在我的原理图中、提到 NC 的元件未安装在电路板上。 我还使用交流/直流模块加电、该模块以缓慢的速度(接近20秒、达到48 VDC)

    这些是生产批次板、在此阶段出现故障会导致很多问题。 此外、是否保证使用 B/C 版本的器件可确保失效防护运行? 因为在原型板中、一个版本可以正常工作、没有任何故障。 但是、我已经从 TI 订购了 B 和 C 版本的样片。

    您能否建议一些保护方法、我可以将其连接到线束中(因为我无法在当前批次中更换 IC)以提高器件的抗扰度?

    我还在其他帖子中阅读了您对 INA199A 版 IC 因 ESD 闩锁而出现故障的回复。 如果 INA199A 版本 IC 的器件结构存在一些固有问题、我建议 TI 停止使用该器件、或者至少在数据表中提到"不推荐用于新设计";以便用户只能选择器件的 B/C 版本。 因为他们的价格范围相似;我认为这将是更明智的做法。

    梅扬克

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    您好、Mayank、

    很抱歉我的回复延迟。 由于您的器件缓慢通电并保持通电状态、因此您不会遇到上电问题。 您的 SH3-是否直接连接到 GND? 您是否有分离的接地平面? 您能否检查输入偏置电流?

    您似乎已经包含了用于保护的散射二极管的布板空间。 从我们 在这里执行的 一些记录了各种 ESD 抑制方法的测试中、我们发现 TVS 二极管是最好的。 但是、在整个互联网中、似乎有人在争论肖特基二极管还是 TVS 二极管更好。

    关于“不推荐用于新设计”的评论,好主意! 我将把这项建议转交给我们的管理层。

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    尊敬的 Patrick:

    在我执行低侧电流感应时、我的 SH+和 SH-都连接到分流器、并连接到-ve 汇流条(GND)。

    我在负线路上也有一个 LVD (低压断开)接触器(感应在 LVD 之前)。 检测到低电压电平后、此 LVD 接触器由我的电路板本身启动。

    我观察到、每当我断开 LVD 时、SH+和 SH-线路中都会出现-ve 进入共模噪声。 在25-30ms 的时间内、这个共模噪声的振幅在负极侧为~1V。

    INA199A1上-ve 运行电压的允许限值为0..3V、INA199B1和 INA199C1上的允许限值为0.1V。 因此、我不确定迁移到 B/C 系列可以解决我的问题(如果不是更糟的话)。

    原型板上提供了 TVS、但遗憾的是、我删除了最终板中的 TVS。

    此外、用于驱动 LVD 接触器(+48V 和 GND)的轨道也从 SH+和 SH-连接器附近经过。

    我在板上测试了很多组合、例如在外部使用 TVS、但这只是钳制-ve 去电压。 我无法准确确定 SH+和 SH-线路接收此噪声的原因或来源。 (我还在 PCB 上切断了布线、并尝试通过电线从外部布线)。

    但是、当我从-ve 总线栏直接将 GND 提供给 LVD 接触器、并且仅通过电路板使用+48V 电压(以控制 LVD 的驱动)时、噪音会意外消失。 但是、我对这项工作不太有信心、因为它的可靠性如何;或者它在派遣后在现场工作是否正常。

    您能否建议一种方法来解决此问题、或建议我可以在下一修订版中实现的任何其他稳健的 IC/感应模式。  

    此致、

    Mayank Shukla

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    您好、Mayank、

    我与我的团队进行了协商、发现我的一位同事确实记录了一些处理消极瞬变的方法 。  关于使用不同的器件、我建议使用 INA240、INA282或 LMP8640HV。  如果您并不真正关心低电流测量、那么您可能还会考虑 INA193-198和 INA200-208。  在所有这些中、我希望 INA240是最佳选择。