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[参考译文] INA202:高温下的过流跳闸不正确

Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: INA202, INA310B
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/1388392/ina202-incorrect-overcurrent-trip-at-high-temperatures

器件型号:INA202
主题中讨论的其他器件: INA310B

工具与软件:

最近、我们有大量数字输出模块在高温下的功能测试期间发生故障。

确定原因是 INA202 在高温(INA202AIDGKT)下的功能故障。

 当将输出(切换至零负载)切换至超过大约70°C 时、会触发输出

(具有采用 INA202的具有过流保护的高侧数字输出。

在打开期间、即使未连接负载和外部电压、过流保护也会激活)。

我们正在努力收集更多 关于这一现象的数据。

在对模块进行光学检查时、我们发现  焊接在新模块上的器件采用了不同的封装标识技术。

在第一批有问题的模块中、器件 的外壳编号为"28"。 现在、我们还有编号为"34"的有问题的器件。

在较早批次的模块上、器件外壳上的编号为"97"、从未出现过任何问题(或很少出现问题)。

下面是"97"和"28"之间的标记比较。  "34"(我还没有照片)的标识技术与"28"相似。

我们需要帮助来确定问题的根本原因。

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    保证的数据表限值未更改。 低于2.7V 的最小建议电源电压时、无法保证正常运行。

    数据表的第9.1节说明:

    图38显示了在给定斜坡电源电压下高侧和低侧配置的典型输出电压。 上电期间输出的这些波动可能需要控制器包含消隐时间来忽略这些伪影。

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    此问题可能与电源无关。 器件由12V 电源供电。

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    "开机期间"究竟是什么意思? 什么引脚处的电压会发生变化? 请显示原理图和示波器引线。

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    INA202用于具有过流保护功能的 NFET 高侧开关。

    "接通期间"是指 NFET 高侧开关接通(但未连接外部电源和外部负载=>无电流)。

    我附上了部分原理图(为了清晰起见、稍作修改、不知道其他连接电路的背景)。

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    Jiri、您好!

    我还看不到问题。  您是否能够测量输出引脚(2)或 CMPIN 引脚(3)以验证输入?  此外、R46和 R44为高电平、器件中的 IB 可能会产生偏移、但不足以解决您的问题。  我仍然要验证输入电压是否符合预期并且接近 GND_DRV。

    您是否通过 TI 获取了这些器件?我看到这些标记是不同的。  您能否跟踪订单上的批次代码?

    我可以看到、您只将其用作比较器。  如果您使用的是模拟输入、我建议您过渡到 INA310B。  在确定此问题的根本原因后、您可能需要研究如何转换到 INA310B。

    此致、

    Javier

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    我昨天做了一些测量。  我将在今天晚些时候继续使用更好的示波器。

    在测量期间、每250ms (ON - 250ms - OFF - 250ms ...)定期切换一次输出。

    通道分配如下:

    C1 =引脚5、OUT_EN

    C2 =引脚6、OUT_BLOCK

    C3 =引脚2、OUT

    第一个屏幕截图显示了正确的函数以供参考

    第二个屏幕截图显示了当热风加热模块时的故障功能(40us 后关闭是基于故障信号的系统反应)。

    请注意 、引脚2上的 OUT 仍接近零(约20mV)。

    第三个屏幕截图显示了 OUT_BLOCK 信号的激活细节

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    关于标记、批次代码和器件订购的信息-我向我们的制造部门咨询相关信息。

    现在我可以知道的是、最后几个测试器件是从 Mouser 订购的(标记为34)。

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    Jiri、您好!

    我想知道器件是否会出现数据表 第7.4.2.4节中所述的问题、尽管我没想到它会像您看到的那样高。  您是否仔细检查了输入电压以了解它们在开关期间会移动到什么?  高温时的瞬态是否会导致输入端发生意外行为?   

    此致、

    Javier

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    Javier、您好!

    我使用更好的示波器重建了测量设置。 请看下面的图片。

    C1 =引脚5、OUT_EN; C2 =引脚2、OUT; C3 = Vsense、通过差分探头在 C39上测量; C4 =引脚6、OUT_BLOCK

    第一个屏幕截图显示了正确的函数以供参考

    第二个和第三个屏幕截图显示了热风加热模块时的故障功能(与上一个屏幕截图相同的时基、并放大到打开区域)。  我们可以看到 Vsense 和 OUT on 仍然接近于零。

       

    第三个屏幕截图显示了故障功能的详细信息、时基为10us/div。

    我肯定没有理由基于放大器的输出激活比较器。

    第7.4.2.4 (低 VSENSE 情况2)段已提及……

    ...可能有些 器件在条件 VCM =  0V、 VSENSE = 0V 时 VOUT = 2V、 但是:

    • 无论温度如何、都不适用于此部件
    •  VOUT =  2V 不足以无论如何激活比较器

    现在我要更改测量比较器和电源引脚的测量设置。  

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    更改测量设置后、我将截取这些屏幕截图。

    正常运行

     

    而当模块被热空气加热时、功能出现故障

    故障功能更详细

    结果:

    • VS 无功率压降
    •  CMPIN 上没有峰值达到600mV
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    Jiri、您好!

    我订购了一些器件、然后会查看是否出现相同的问题。  您知道故障率是多少吗?  是不是只有那些批次(标记)您才会发现问题?  是否可以将该器件替换为  INA310B?

    此致、

    Javier

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    你好哈维尔, 对不起,迟到的答复,我在度假。

    关于故障率- 我要求我们的生产部门作出响应。  但在我看来、 标记为97的器件没有问题。

    将故障模块上的 INA202更换为 INA310B 不是问题。  我订购了 用于测试的样片。

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    Jiri、您好!

    我只订购了5个,并将采取在本周晚些时候看他们。  根据故障率、我可能不会看到相同的问题。

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    Javier、您好!

    您是否对该问题有任何新了解?

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    Jiri、您好!

    我测试了10个器件、但没有看到您遇到的问题。  您是否找到了故障率?   

    此致、

    Javier

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    Javier、您好!  

    您的测试是否在 高温 (> 80°C)下进行?

    关于故障率-回顾性地找出任何确切的数据会有点困难。  但我发现了一些东西...

    为了便于理解、我们的 INA202模块(每个模块4个)由我们的制造合作伙伴生产、他执行基本功能测试。  第二部分测试由我们的制造部门对模块安装在内部的已完成单元进行。 这些测试包括采用 环境温度70°C 的老化测试。 因此、INA202会在该老化测试期间失败。

    从2022年开始生产开始、制造商已交付182个模块(~728个 INA202)。 制造商表示、一些部件  在室温下有缺陷、已 通过更换 INA202芯片进行了维修。  但尚不清楚涉及多少件。

    在老化测试中、发现33个装置有缺陷(>24%)。  由于每个模块包含4个 INA202、这表示 INA202有缺陷的模块占 INA202有缺陷的6-24%(有多个存在缺陷的 INA202模块)。

    遗憾的是、过去没有监测电路标识。  现在、 我们已经登记了以下数量的故障电路(但我们不知道使用了多少个批次):

    INA202标记 有缺陷的 PC 添加注释
    TI 97 BQL 8. 可能用于故障率较低的旧生产
    TI 23 BQL 14.
    TI 19 BQL 1.
    TI 28 BQL 3.
    TI 34 BQL >2. 仅10台从 Mouser 购买7/2024进行测试

    制造商承诺提供从卷盘扫描的数据、以准备生产- 我一收到数据、就会与您分享。

    与此同时、我询问了电路的来源-有一个 直接从德州仪器(TI)购买的 Farnell、Digi-Key、TME A。

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    Jiri、

    我想明天我将有时间验证我拥有的10个器件、并将温度提高到80°C 以上。

    此致、

    Javier

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    Jiri、您好!

    我能够再现。  我进行了调查、这是已知问题、在数据表中进行了说明。

    此致、

    Javier

  • 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。

    Javier、您好!

    感谢您的调查。  我今天上午尝试了权变措施(重置时为 LPF 1nF/420R) 、一切看起来都正常。

    我在 一个输出上作出了权变措施、而在另一个输出上我将 INA202替换为 INA310B 电路。

    现在,我将把整个设备送到我们的生产部门,在气候室进行全面的长期测试。

    要完全阐明该问题、请执行以下操作:

    • 仅 INA202在复位时需要 LPF
    • INA310B 没有类似的不必要行为

    这些陈述是否正确?

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    Jiri、您好!

    [报价 userid="443151" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1388392/ina202-incorrect-overcurrent-trip-at-high-temperatures/5363119 #5363119"]
    • 仅 INA202在复位时需要 LPF
    • INA310B 没有类似的不必要行为
    [报价]

    这两种说法都正确。  我建议尽可能改用 INA310、因为它会更准确、而且我认为成本更低。  存在一些其他差异、例如 VCM 范围。

    此致、

    Javier