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[参考译文] TPSM63604:TPSM63604 灾难性故障

Guru**** 2442470 points
Other Parts Discussed in Thread: TPSM63604

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/1533501/tpsm63604-tpsm63604-catastrophic-failure

部件号:TPSM63604

工具/软件:

我们的设计中使用了 TPSM63604 作为输入级 SMPS。 输入端有 TVS 保护、CLC 滤波器和具有软启动功能的反向保护级。 我们有一个例子、我们将两个模块连续插入 24V 系统、两个降压稳压器都发生了灾难性故障。 一个示出了暴力热事件、对 CLC 中的 PCB 和上游电感器造成严重损坏。

在损坏较小的单元中、我们移除了 TPSM63604、并发现该器件出现故障并永久短接至 GND。 在被损坏的电路板上、热损坏似乎位于器件的 VIN、EN、SW 和 C/R BOOT 部分。 我现在正在进行故障分析、但我怀疑开关接通时的电压瞬变、浪涌电流等都是问题。  

有人遇到过这样的情况吗? 谢谢!

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    您好、Wilson:

    由此给您带来的不便、您能发送原理图和布局给我审阅吗? 另外、您发现这种故障的频率如何? 它是否每次都在每个电路板上发生?

    谢谢、

    Andrew

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    我们在断开台式电源、12V 电池组或集成级别的其他系统时没有问题。 这仅发生在我们插入的特定 24V 系统上、可能由一组铅酸类电池驱动。 它可能具有非常低的输出阻抗并且能够提供一吨电流。

    我们在台式机上运行了一些测试、其中以热插拔方式施加电源(通过 24V/5A PS 施加)、以在输入端获得急剧的 dV/dt。 有时、我们能够测量到 TPSM63604 VIN 所在的节点处的尖峰大于 40V。

    我尝试连接电路的 pic、但使用此工具很困难。

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    您好、Wilson:

    按照您描述的方式、似乎可能超出 42V 绝对最大值。 您或许能够解决此线路瞬态在器件输入端阻尼高 ESR 电容器。

    EVM 在输入端使用一个 100uF 铝电解电容器 (p/n UUD1H101MNL1GS) 来添加一些 VIN 抑制。

    谢谢、

    Andrew

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    Andrew、

    感谢您的答复。 我有一些问题。

    1.超出数据表上 42V 绝对最大值的过压是否会导致 VOUT 永久短接至 GND? 在我们的极端情况下、发生了暴力热事件、完全破坏了器件的 VIN 部分(用黑色烟尘颗粒熔化的 PCB)?

    2.是否存在设备的 OVC 保护(即通过断续)无法防止的初始浪涌? 据我所知、输出端的数百 μ F 旁路电容器对于此器件来说不应该有问题。

    3.你说我应该把高 ESR 电容器放在输入 CLC 或作为输入电容器组的一部分? 鉴于我们可以看到 CLC 的输出端发生高振幅振铃、我不确定 ESR 电容器如何降低器件 VIN 处的电压瞬态。

    谢谢、

    Wilson

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    您好、Wilson:

    1.是的,我看到了类似的 VIN 绝对最大值违规结果。

    2. TPSM63604 无法防止过压。

    3.阻尼您已实施的 LC 滤波器将减少 40 线路瞬态对输入的影响。 这会减慢响应速度、希望当铅酸电池达到最高电压时、标称电压为 24V。

    谢谢、

    Andrew

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    在 VIN 处添加 30V 钳位之类的器件也可以保护我们的器件。

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    抱歉、在 (2) 上、我试图确定是否能够可靠地消除浪涌电流作为罪魁祸首。 这是之前的主要根本原因、因为当我们连接到能够提供高电流的系统时、就会发生故障、但我们在其他任何地方都没有遇到同样的问题。 你怎么看?

    在 (3) 上、我无法通过增加电容器的 ESR 来抑制 LC 谐振、但如果我将 DCR 添加到 L、则会导致更快的衰减(初始振幅保持不变)

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    我们将考虑这一点。 由于我们希望在完整 36V 输入范围内运行、因此我需要将其钳位、使其与 CLC 的电压输入类似。

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    是的、您可以尝试向 L 添加 DCR、看看它是否有助于消除 VIN 过冲。 我想看看我们器件的 VIN 端子在该测试中达到了多高。

    谢谢、

    Andrew

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    在深入探究此内容后、我意识到我们的电路根本不是软启动。 我们应改用尾到尾配置或至少具有软启动功能的正向阻断负载开关 FET。 使用低阻抗电池电源时、我们可能会向 VIN 输入远高于 50V 的电压。  

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    您好、Wilson:

    50V(即使在短时间内)会杀死该器件。 我想您可能需要考虑为此应用使用额定电压为 65V 的器件。

    谢谢、
    Andrew

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    Andrew、

    实际上、我们的最大系统输入电压为 36V、可能会降低。 我要讨论的 50V 是由 CLC 和电容器组引起的振铃和保持。 我的目的是重新设计整个电路、在输入端具有尾到尾负载开关软启动功能、然后采用 CLC。 影响到器件的 VIN 到最大系统输入上方时应极小的尖峰(或没有尖峰)。 例如、器件的 VIN 应始终保持在 42V 的绝对最大值以下。 有道理吗?

    谢谢、Wilson

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    您好、Wilson、  

    Andrew 目前因庆祝美国假日而离职、他将在回到办公室后立即回复。  

    感谢您的耐心。  

    此致、  

    Oscar Ambriz  

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    您好、Wilson

    是的、有道理。 如果是这种情况、则可以使用 TPSM63604。

    谢谢、
    Andrew