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[参考译文] TPS2663:达到电流限值时电子保险丝会燃烧

Guru**** 2337880 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2663, TPS2663-166EVM
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1493820/tps2663-efuse-burns-when-current-limit-is-reached

器件型号:TPS2663

工具/软件:

你好

我们在设计中包含了 TSP26633。

在电路板的初始启动期间、我们已尝试在电路板上执行过流测试、以验证 TPS26633是否关断电流到电路其余部分。

遗憾的是、当超过电流限值时、TPS26633会很快过热、并在几秒钟内捕捉到火灾。 现在在2个单独的板上看到了这种情况。

IC 烧毁时的负载电流为4.6A、即100mA 上的电流高于电流限制阈值。

测试期间使用的负载是将电子负载设置为4.5A 的情况。 使用热像仪对4.5A 进行了测试、温度未达到40°C 上的任何点。

下一项测试是将负载提高到4.6A、使其完全关断。 发生了关断、但在自动重试期间、IC 开始烧录。

测试期间的负载电容为12mF。 浪涌电流也是在启动时测量的(SHDN 置为无效)、这与 TPS2663数据表中的图8-4非常匹配、初始峰值为4.5A

原理图如下所示:

请告知为什么会发生这种情况?

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    您好 Lars、

    RILIM 值看起来错误。

    4.5A IOL 时、该值应为4k Ω。 Cdvdt 值看起来错误。

    请使用下面的设计计算器来确定值  

    https://dr-download.ti.com/design-tools-simulation/calculation-tool/MD-QV4CzjZsl1/01.00.00.0B/slvc765b.zip

    请添加0.1uF 的最小 CIN。 您可以考虑在 OUT 引脚附近添加肖特基二极管和电容器。 这是为了保护器件免受负绝对最大值的影响

    谢谢  

    Amrit  

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    您好 Amrit

    感谢您的快速响应。

    抱歉、我错误地上传了之前版本的原理图、这并不代表实际的电路板 BOM。 请允许我澄清。

    用于测试的 R_ILIM 值为4.02k Ω。 但是、我们使用100nF 的 C_dVdt 进行了测试。 您能详细说明一下为什么这个值看起来是错误的吗?

    我们确实有一个12mF 的大容量电容、我的理解是、C_dVdt 越大、Vout 的上升速度越慢、浪涌电流越小。 我们希望更大限度地减少浪涌、因为应用可以允许几秒钟的充电时间。

    此致 Lars

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    您好 Lars、

    是否与大容量电容器一起有启动负载?

    是否启用了任何直流/直流转换器或电路?

    请在 CdVdT 上保持最小1.44 μ F 电容。

    请查看以下应用手册、该手册包含 TPS2663可靠启动和未知电容充电的设计示例。

    在大型且未知容性负载下实现可靠启动(修订版 A)

    谢谢

    Amrit  

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    电子保险丝输出端有两个直流/直流转换器。 没有负载连接到这些器件。

    我们还有一个 LDO、在3.3V 下提供极小的电流(约为30 mA)。

    我们为什么需要向 CdVdt 引脚添加如此大的电容?

    我对 TPS2663的理解是、该器件具有热调节功能、可在启动时为大容性负载供电。

    您所参考的应用手册中包含此特定测量值、如图4-3所示。

    我们执行了类似的测量、结果非常相似。

    蓝色迹线是电子保险丝输出端的电压、绿色波形是电子保险丝输入电流。

    初始电流尖峰达到大约4.5A 的值(使用 RILIM 电阻器= 4.02k Ω 进行编程)、似乎会进入热调节、然后随着电子保险丝输出电压接近电子保险丝输入电压(28V)、第二个电流会上升。

    根据我能收集的信息、当 TPS2663进入热调节状态时、CdVdt 的值不再相关、因为热调节是一种独立模式、可以不同的方式控制内部 MOSFET 的栅极。

    这使我回到我的初始问题。

    与数据表相比、初始上电如何表现出非常相似和可预测的性能、但当器件的输出加载的电流略高于稳定状态下编程的限值(并配置为自动重试模式)时、它几乎立即烧毁(一秒到几秒)?

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    尊敬的 Lars:

    我的理解是电子保险丝在启动过程中发生了故障。

    感谢您的澄清。

    您能捕捉这段时间内的波形吗?

    您可以探测 VIN、VOUT、IIN 和 FLT 引脚。

    可能存在绝对最大值违例、这会导致器件发生故障。

    谢谢

    Amrit  

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    我们购买了许多 TPS2663-166EVM 电路板。

    我们已经使用负载进行了测试、TPS2663按预期工作。

    我们移除了输入 TVS 和输入电容器、从而重现 EVM 上的故障。

    我们现在正在努力制作一个电路测试 PCB、添加了输入 TVS 和输入电容器、并添加了输出肖特基二极管。 对于该测试 PCB、我们希望同时实施单个 TPS2663和两个并联 TPS2663 (在我们的最终应用中、负载电流可能超过6A)。 我们将根据 SLVAF13 (图2-3)实现并行配置。 但是、AN 未指定 PGOOD 的上拉电压的来源(因为它是开漏)。 是电子保险丝的输入还是输出?

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    此外、另一个 E2E 主题(https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1427130/looking-for-design-file-for-the-evm-of-20a-parallel-solution?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=TPS2663%25252525252525252520EVM#)要求提供 AN 中所述20A 解决方案的设计文件。

    在该线程中未共享这些内容。

    您能否与我们分享这些信息?

    同样、我特别关注 PGOOD 引脚的上拉电压、但也关注其余设计。

    /Lars

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    您好 Lars、

    可以从电子保险丝中拉至 PGOOD。

    此并行运行 EVM 仅用于评估。 EVM 不可订购。

    对原理图和布局文件感兴趣?

    谢谢  

    Amrit  

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    好的、感谢您提供这些信息。 我担心的是、在过流事件期间、如果在导通 FET TPS2663未增强时输出电压会下降。 能否将输出电压降低到 PGOOD 上拉电压不足以增强外部 NMOS 的程度(导致 R_ILIM_HIGH 未切换)。 这是一个现实的情景吗?

    我们主要对原理图感兴趣、我们希望在可能的情况下也提供布局。 具体来说、我对 NFET 感兴趣、是否建议将其用作逻辑电平。 有任何关于此 FET 的建议?

     提前感谢!

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    您好 Lars、

    当 TPS2663未增强时、PGOOD 信号将置为有效至 GND。

    成功启动后、仅 PGOOD 信号将为高电平、并会设置 RILIM。

    请在下面查找 Q1和 Q2外部 FET 的 FET 建议。

    谢谢

    Amrit  

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    我知道这一点。 但是、由于 PGOOD 是开漏输出、因此 PGOOD 引脚上的电压来自输出电压(假设 Vout 用作上拉电压源)。

    我知道 Q1和 Q2 FET。 我特别想到了两个 FET 用于 ILIM 开关。

    我们建议使用 BSS138作为两个开关 FET、并在 PGOOD 引脚上放置一个齐纳二极管(例如、标称值12V)(以将栅源电压钳位到小于 BSS138的 Vgs、max 的值)。 增强 TPS2663导通 FET 后、该方案依赖于至少为3V 至4V 的输出电压、以便 PGOOD 上拉电压足够高、从而增强开关 FET。 您是否同意这是一个可能的解决方案?

    我们仍然对4并联评估板的原理图和布局文件感兴趣。 您能分享这些吗?

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    您好 Lars、

    是的、我可以分享原理图和布局。 我已经向您发送了一个请求。 请发送私人消息。

    我将通过邮件共享。

    谢谢  

    Amrit