[参考译文] LMZ10504：LMZ10504 故障的原因

您好：

感谢您分享详细信息。  不过、我亦须研究 报告的第一个问题的详情、并在内部讨论。

同时、您能否确认有多少器件发生故障、以及它们是否都具有相同的原理图和 BOM。

您是否还能在发生故障时分享 SW 引脚示波器图？

谢谢、

Febin

感谢您的持续支持。

感谢您的答复。

有两个损坏的单元。

我已连接损坏的设备的系统。 （之前和之后的测量值用 SHT 隔开。）

e2e.ti.com/.../System_5F00_when_5F00_LMZ10504_5F00_fails_5F00_20250623.pdf

详情如下。

(1) 第一个单元如下。

・更换 U117 前：

    系统：附加文件“LMZ10504 出现故障时的系统“中的 SHT.1/2

    事件：在 U117 中、+3.3V 不是 VOUT 引脚输出 (0.2V)、并且 VOUT 引脚短接至 GND 引脚 (1.08Ω)

・首次更换 U117：

    系统：附加文件“LMZ10504 出现故障时的系统“中的 SHT.1/2

    事件：在 U117 中、+3.3V 不是 VOUT 引脚输出 (0.2V)、并且 VOUT 引脚短接至 GND 引脚 (1.0Ω)

・第二次更换 U117：

    系统：附加文件中的 SHT.1/2 “LMZ10504 失败时的系统“中的 SHT.2/2 “LMZ10504 失败时的系统“

    事件：在 U117 中、+3.3V 不是 VOUT 引脚输出 (0.2V)、并且 VOUT 引脚短接至 GND 引脚（（2.4Ω？）

(2) 第二个单元如下。

    系统：附加文件“LMZ10504 出现故障时的系统“中的 SHT.1/2

    事件：在 U117 中、+3.3V 不是 VOUT 引脚输出 (0.2V)、并且 VOUT 引脚短接至 GND 引脚 (0.10Ω)

PCB2 的详细系统如下所示。

e2e.ti.com/.../PCB2_5F00_detailed_5F00_lineage.pdf

PCB2 实际上连接到其他 DC/DC 转换器和 LDO、如随附的文件“PCB2 详细沿袭“中所示、其中包括另一个型号与 U117 相同的器件 (U107)。

对于 U107、它用作+1.1V 输出、在上述任何故障状态下均未观察到故障（它继续正常输出+1.1V）。

作为上述对策、我更改了 AC/DC 转换器并添加了 PCB1、但没有进行其他更改、并且系统是相同的。

如上所示、只有 U117（+3.3V 输出）出现故障。

我还附上了我获得的 U117 输入和输出波形。

e2e.ti.com/.../LMZ10504_5F00_failure_5F00_cause_5F00_investigation_5F00_waveform_5F00_20250623.pdf

感谢您的确认。

已注意。 我明天会重新检视。

您好：

感谢您提供的所有详细信息。 我仍然认为这是输入上的过压。  

Ch1 和 Ch2 的偏移量是多少？

PCB2 实际上连接到其他 DC/DC 转换器和 LDO、如随附的文件“PCB2 详细沿袭“中所示、其中包括另一个型号与 U117 相同的器件 (U107)。

对于 U107、它用作+1.1V 输出、在上述任何故障状态下均未观察到故障（它继续正常输出+1.1V）。

这还取决于 FL5 中转换器的接近程度。 您还能分享一下布局吗？

谢谢、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的考虑。

通过“抵销“、您是指回复中引用的图像中的尖峰形部分吗？
如果是尖峰形状的器件、则为 0.64V (= 5.76V - 5.12V)。

我还附上了 PCB2 的布局。

e2e.ti.com/.../PB23012A_5F00_TRIM.pcb

e2e.ti.com/.../PB23012A_5F00_TRIM.pdf

我已经附上了布局的 CAD 文件和 PDF 文件。
由于整个布局是机密的、因此它已被修整为我之前发送的附加文件“PCB2_detailed_lineage.pdf"中“中显示的零件。

有一些部分是用日语写的。
对于 CAD 文件、显示工具将是“Board Viewer“（由 Zuken 提供）。

感谢您的考虑。

您好：

抱歉、我在星期五上病假。

by “offset"您“您是指您回复中引用的图像中的尖峰形部分吗？
如果是尖峰形状的器件、则为 0.64V (= 5.76V - 5.12V)。

通道 2 上的最大电压尖峰为~5.8V。 我的理解是否正确？

谢谢、

Febin

感谢您的持续支持。

这没什么严重的。 请照顾自己。

打扰一下。 是的、我相信您是对的。
5.12V 读数似乎是噪音的平均值。

提前感谢您。

您好：

我有一个强烈的感觉 ,这是由系统或特别是在系统中的东西,影响 U117 造成的。

实际上、您在分享的示波器图中没有看到任何过压尖峰。 但是、这一时间太短、无法判断系统行为。

我猜这是现场发生的故障。  

发生故障时、具体的应用和现场情况是什么？

您是否还能够在实验室中重现故障？

 U117 和 U107 的负载有何差异？  

如果不对系统有深入的了解、调试现场故障是一项艰巨的任务。

谢谢、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的答复。

我会回答您的问题。

发生故障时、应用程序和字段的具体情况是什么？

在 U117 失败之前、应用一直处于待机模式 (U117 输出：3.3V/0.226A)、且 U117 VOUT 引脚的电流值在 0.226A 左右波动约 5mA pp（约为一个 LED 的电流值）。 波动发生在 1 秒期间。
U117 在打开应用程序两天后失败。
在 25℃ 的室内环境中±5℃、测量仪器连接到与此应用连接的同一条交流 100V 线路。
下面所附的文件显示了此故障时 U117 的热像图。

e2e.ti.com/.../Temperature_5F00_state_5F00_of_5F00_U117_5F00_when_5F00_U117_5F00_failure_5F00_occurs.pdf
有关此应用的内部系统图、请参阅前天随附的系统图“Cause_of_LMZ10504_Failure"。“。

您是否还能够在实验室中复制失败？

故障发生在以下位置。
-初始故障（第 1 单元）：交货目的地
-第一次更换 U117 后的故障在第一个单元:我公司
-第二次更换 U117 后的故障在第一个单元:我公司
-第二个单元的故障:我们公司
此外、我还进行了故障分析实验、并向 U117-VIN 引脚施加了输入过压脉冲（电压 9V、脉冲宽度约为 100usec）、以重现 U117-VIN VOUT 引脚在短路模式下的故障。 从这一点来看、我推测 U117 故障是由于应用了输入过压尖峰所致。

U117 和 U107 的负载有何差异？  [/报价]

U117 和 U107 状态之间的差异如下所示。
(1)​​U107 和 U117 的测得负载电流值如下。
- U107 负载电流（流过 FL9-1 引脚的电流）: 0.060A（无波动）
- U117 负载电流（流过 FL11-1 引脚的电流）: 0.226A（波动约 5mA pp）
(2) 随附的文件显示了 U107 和 U117 VOUT 引脚的电压噪声波形比较。
-待机状态下 VOUT 引脚的电压噪声波形*1*2：

e2e.ti.com/.../Comparison_5F00_of_5F00_VOUT_5F00_voltage_5F00_waveforms_5F00_of_5F00_U107_5F00_and_5F00_U117_5F00_in_5F00_standby_5F00_state.pdf
-上电时 VOUT 引脚的电压噪声波形*1：

e2e.ti.com/.../Comparison_5F00_of_5F00_VOUT_5F00_voltage_5F00_waveforms_5F00_of_5F00_U107_5F00_and_5F00_U117_5F00_at_5F00_power_2D00_on.pdf
*1. 请参阅下面随附的文件、了解电压噪声波形的监测点。

e2e.ti.com/.../Waveform_5F00_Measurement_5F00_Point_5F00_Guide_5F00_for_5F00_U107_5F00_and_5F00_U117_2800_PCB2_2900_.pdf
*2. 待机状态下 VOUT 引脚的电压噪声波形是使用交流耦合以多个时间间隔获得的。
(3) 待机模式下 U107 和 U117 的温度条件如下面随附的文件所示。

e2e.ti.com/.../Temperature_5F00_status_5F00_of_5F00_U107_5F00_and_5F00_U117_5F00_in_5F00_standby_5F00_state.pdf

感谢您的确认。

您好：

明天我将提供反馈。

此致、

Febin

您好：

感谢您提供的所有信息。  然而、最重要的波形是  U107 和 U117 的输入电压波形、该波形缺失。  

LMZ10504_Failure_investigation_pwaveform_20250623.pdf

如果这是最新的输入电压范围图、我清楚地看到、Vin 轨上没有足够的裕度。

根据示波器图、正常条件下的典型 Vin 为 5.5V、这是建议的最大工作输入电压。 正如我之前提到的、现在太短了、无法判断 Vin 引脚上的过压、我们清楚地知道、我们没有裕度来适应 Vin 随时间的变化（如果有）。

您可以做的是、在 Vin 上设置示波器触发 2 天、看看是否可以捕获高于 6V 的任何 Vin 尖峰……

还请比较  2 天内的 U107 和 U117 Vin 波形。

您是否有 TI 销售支持？  

我建议将故障器件发送 给 TI 进行故障分析、以总结故障原因。

此致、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的答复。

我使用了您建议的方法并获得了 U107 和 U117 VIN 引脚（在输入电容器的端子之间测量）三天的波形。 观察结果显示在下面随附的文件中。

e2e.ti.com/.../Spike_5F00_voltage_5F00_waveforms_5F00_of_5F00_ACDC_5F00_converter_5F00_output_5F00_and_5F00_DCDC_5F00_converter_5F00_input_5F00_during_5F00_a_5F00_3day_5F00_monitor_5F00_20250718.pdf

触发条件设置为 Ch2（U117 的 VIN 引脚电压）。 从上面随附的文件中、未观察到尖峰电压超过 6V。

希望以下信息对您有所帮助。
我有一个第三方故障分析组织*分析了首次发生故障时从 PCB2 中删除的故障 U117（第一单元）。 分析结果的摘录显示在下面随附的文件中。

e2e.ti.com/.../Extract_5F00_of_5F00_LIT_5F00_analysis_5F00_results_5F00_for_5F00_LMZ10504.pdf

测试项目 1 和测试项目 3 如下。

・测试项目 1：这是首次发生故障时从 PCB2 中移除的故障 U117（第一个装置）。

・测试项目 3：这是一个有故障的 U117、它是通过故意向一个正常项目的 U117-VIN 引脚施加一个输入过压脉冲（电压 9V、脉冲宽度约 100usec）来打破的、以再现故障。

*初始故障时从 PCB2 中移除的故障 U117（第一单元）是从授权经销商处购买的、不在 TI.COM's 保修范围内、因此我无法将其退还给您进行故障分析。 因此、我请求了一个第三方故障分析组织。

基于上述情况、在第三方故障分析组织进行分析后、我们确定测试项目 1 和 3 VOUT 侧的电容器均存在短路故障。 希望这对您有所帮助。

感谢您的考虑。

您好：

非常感谢您测量 Vin。

根据示波器图、触发条件设置为 5.36。 如果要找到高于 6V 的尖峰、则需要将触发器设置为 6V。

Ch2 上的最大电压是多少？

此致、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的答复。

如果要查找高于 6V 的尖峰、则需要将触发条件设置为 6V。

监护仪使用示波器的持久性功能（此功能可以长时间保持屏幕上显示的波形）（设置为“Infinity（无穷大）“*) 执行。
如果出现高于 6V 的尖峰电压、您会认为残像会保留、但在这种情况下、不存在残像。

*通过将持久性设置为“无穷大“,触发器捕获的波形就像一个残像保存一样保存。 触发器实时捕获的波形一个接一个地保存、以便它们叠加在残像上。

我还在持久性设置为“infination"（“（如（如上所示）的情况下再次监测波形三天、但未观察到高于 6V 的尖峰电压。

现在 Ch2 上的最大电压是多少？

原来是 5.12V。

感谢您的考虑。

您好：

感谢您进行测量。

原理图看起来不错、应用程序在正常受控环境中工作正常。

如果 所有测试都是以与实际环境中完全相同的条件完成的、那么我不确定故障的根本原因是什么。

这部分是我们的顶级跑者之一、没有报告类似的故障。  

若要进一步继续、您必须将器件发送给 TI、以便 FA 确定根本原因。

如果您从 TI 授权经销商购买了器件、则可以发送给 TI 进行客户故障分析。 请查看 说明。

很遗憾、我无法评论第三方故障分析报告。  

此致、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的答复。

我知道目前没有问题。

另外、您能告诉我以下内容吗？
-如果 U107（+1.1V 输出）和 U117（+3.3V 输出）的 VIN 引脚上的电压同时增加,那么哪个直流/直流转换器会先中断?
-在下面随附的文件中,请告诉我左图的哪一部分与右侧图片中红色圆圈的部分相对应吗?

e2e.ti.com/.../Components_5F00_of_5F00_LMZ10504_5F00_20250724.pdf
-说 U107 和 U117 的电路板布局或 VOUT 引脚的波形没有问题是正确的吗?

感谢您的确认。

感谢您的持续支持。
这是我上一个问题的后续问题。

我从有故障的 U117 零件上拆下了部件、并调查了短路的位置。
我已将调查结果附在下文中（检查连续性的结果）。

e2e.ti.com/.../Checking_5F00_continuity_5F00_of_5F00_components_5F00_in_5F00_LMZ10504_5F00_U117_5F00_failed-part_5F00_20250724.pdf

根据上述调查结果、您是否对原因有任何想法？
（如果您能告诉我是否存在对 VIN 引脚施加过压以外的任何因素，我将不胜感激。）

我希望您能确认以上内容。

您好：

很遗憾、我无法继续通过 E2E 提供进一步的支持。  

U107 和 U117 的原理图和布局 看起来不错。 但这并不能确认整体应用。

对于波形、我仍然不相信 Vin 是 5.1V。 我认为这是平均值、而不是峰值输入电压... 我也不知道您是如何进行测量的... 我认为,无论你分享的是一个短的时间框架...

我认为故障发生在待机模式、您可能应该更深入地了解这种情况。 噪声波形在待机模式下也相当糟糕...  

IC 似乎已完全烧毁、这很可能是一个过压问题。 从图中可以看出、这些 IC 上甚至不可能实现 FA ...

此致、

Febin

感谢您的持续支持。
感谢您的答复。

我已理解您的所有回答。
只需获取有关电路图、电路板布局布线和操作的信息、就会非常有帮助。

最后、您是否至少可以让我了解我问的关于前天的以下几点？

-在下面随附的文件中,请告诉我左图的哪一部分与右侧图片中红色圆圈的部分相对应吗?

Components_of_LMZ10504_20250724.pdf

如果你能告诉我以上内容、我将不胜感激。

感谢你的评分
我明白。
我还将联系您的客户支持。

到目前为止、您的帮助非常有用。

非常感谢。