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[参考译文] TPS40210:应用问题。

Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS40210
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/1498827/tps40210-application-issues

器件型号:TPS40210

工具/软件:

尊敬的团队:

我们使用 TPS40210芯片来设计用于非标准 POC 电源的12V 至48V 升压电路、设计输出功率约为15W。 电路图附在后。

1、故障现象:工厂在45 ℃ 环境中老化了机器,发现 POC 没有供电。 定位后发现开关 MOS (Q2 AM4392N)损坏、D-S 短路;
2.故障分析:
a.供应商对 Q2 MOS 进行了分析、并确认内部已被烧毁、表面没有明显的痕迹;
B、我们的实验数据表明、R15可能与 R15存在显著关系、R15最近更改为5MR、故障率约为10%至15%;在变化之前、R15=10mR、故障率约为1%至2%;但这两者都在 Q2中烧毁。
c、正常运行期间、在82.5 ℃ (Ta=MOS)下测试了 Q2 45 ℃ 的表面温度。
d、在正常运行期间、测量了 Vgs 和 Ids 的波形、如附图所示、未观察到异常。
E、我们将 Q2替换为电流更高的 LTS20N15SQ、4.7A。 Q2也烧坏、故障率为10%~15%(此时 R15=5MR)。

一段时间以来、这个问题一直困扰着我们。 请立即帮助分析。 如果您需要提供其他信息、请告知我们。

谢谢!

e2e.ti.com/.../DS_5F00_AM4392N_5F00_1A.pdfe2e.ti.com/.../LTS20N15SQ_2D00_V4.0.pdf

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    尊敬的 Reed:

    感谢您使用 e2e 论坛并给出详细说明。
    我不是 MOSFET 专家、但最典型的损坏根本原因是过压或过热。
    两个 FET 的额定电压均为150V、并且开关节点引脚上没有过冲、因此极不可能发生过压。
    在温度相关问题方面、布局也很重要。

    我眼睛看到的是使用24.9 Ω 栅极电阻器(R10)。
    我们通常不建议栅极电阻高于10欧姆、因为斜率可能会变得非常慢、并且开关损耗会增加。
    开关频率在这里也有一定的影响、因为它决定了开关的工作频率。

    为了降低 MOSFET 上的应力、他们可以尝试降低开关频率和降低 R10电阻。

    此致、
    Niklas

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    您好、Niklas、

    1. 正常运行期间 R15电阻器与对此 MOS 的损坏之间是否存在关系?
    2.昨天,有一项测试,在 MOS 附近使用170温度焊气枪在工作条件下加热一个正常的电路板5分钟,没有任何损坏。

    当前的参考设计如下所示。

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    尊敬的 Reed:

    1.这是可能的。 R15定义了器件何时激活过流保护。 如果触发 OCP、器件将停止操作和复位、因此在复位期间没有开关并且 MOSFET 保持开路。
    如果选择较小的检测电阻、即使电流值较高、该器件也会继续运行。
    然后、问题是在给定条件下是否触发 OCP。

    2.这个 webench 设计似乎使用的电感较大、为56uH、而不是22uH、这样可降低电流纹波和峰值电感器电流。
     您是否也为此应用使用了不同的 MOSFET 器件、或者它与之前的电路板相同?

    此致、
    Niklas

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    您好  Niklas、

    1. 在给定条件下、不会触发 OCP、MOSFET Ids 电流约为1.25A。 ?担心 R15可能太小、这可能会导致 TPS40210芯片运行不稳定、从而导致芯片故障和随后的 MOSFET 损坏 Δ T

    2. 在上述测试阶段、未更换 MOSFET。

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    您好、Bright、

    感谢您发送编修。
    我同意、如果检测电阻太小、并且只有在检测电阻上测量到非常平坦的电流斜率、系统可能会变得不稳定。
    我们建议确定电阻的大小、使其在最大负载运行期间不会触发 OCP。
    5m Ω 电阻器将限值设置为30A。 如果峰值负载仅为500mA、则该值太大、并且还会超过电感器的饱和电流限值。
    对于47m Ω 电阻器、限值设置为3.2A、这是一个更合适的选择。

    此致、
    Niklas