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[参考译文] LMZ23608:LMZ23608 出现调节故障的可能原因

Guru**** 2613275 points
Other Parts Discussed in Thread: LMZ23608

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/1549745/lmz23608-possible-causes-for-regulation-fault-with-lmz23608

器件型号:LMZ23608


工具/软件:

您好:

我遇到了在生产电路板中设计的 LMZ23608 Simple Switcher 器件的问题。  目前、现场一批 50 多块电路板中只有一个故障、因此我不太担心、但我想知道可能的故障原因是什么。

器件

该器件旨在通过固定的 24V 直流输入提供 5V 稳压电源(由单独的 AC/DC PSU 提供)。  电路如下所示:

R3 和 R4 提供反馈以提供 5V 的输出电压。  R27 和 R28 提供使能信号、确保仅在 VIN > 11.6V 时才开始调节。

C1 和 C5 提供必要的输出电容、C1 是 Kemet 器件 T520Y337M010ahe015、C5 是 Kemet 器件 C1210C476K8RACTU。

所有电阻器的容差均为 1%。

从发生故障的 PCB 观察结果

  • 当向 PCB 施加 24V 电压时、5V 电压轨读取~4V 输出、使用 DVM 测得。  在有负载和无负载情况下也可以观察到同样的情况。  出于测试目的、由电子负载器件提供 1A 负载。
  • 测量 FB 节点(引脚 7)时、此处的电压读数为~660mV、而不是数据表中预期的 800mV。
  • 保持电源连接短时间、输出电压与 FB 节点的电压一样稳定增加。
  • 使用冷冻喷雾喷涂设备和周围部件完全不会影响输出行为。

我附加了三个示波器截图、展示了随时间变化的行为。  黄色迹线是 FB 节点、为更大限度地减小环路电感、直接在引脚上使用尖端和接地筒与电路板连接进行测量。  蓝色迹线是器件的输出。

图 1:输出上无负载:

图 2:输出端负载为 1A。

图 3:

输出端 1A 负载、5V 输出轨进行交流耦合、以显示纹波行为。

同一 PCB 设计上的普通器件不会表现出此行为、并且纹波电压为~50mV 峰峰值。

问题

什么可能导致观察到的行为?

LMZ23608 内部基准是否损坏?

我是否可以执行任何其他测试以进一步诊断此问题?

提前感谢您的帮助。

此致、

Simon

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    您好:

    您还能分享一下布局吗?

    器件是否正确焊接到电路板上?

    此致、

    Ridge

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    整个电路板布局布线我无法共享。  我附上了 CAD 的一些屏幕截图。  这是一个四层电路板、外层有 2oz 铜。  其思路是将尽可能多的热量传导至覆铜区并将热量辐射到外壳中。  我们产品的最高环境工作温度为 40C、发生故障的器件从未在超过 25°C 的条件下工作。

    堆叠:

    元件 — 顶层。

    没有元件的顶层(显示焊盘-粘贴掩模是等效的)。

    顶层覆铜。

    内层 1 覆铜 (GND):

    内层 2 覆铜 (GND):

    底部铜层 (GND):

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    您好:

    感谢您分享布局布线。

    您是否尝试过将已知良好的设备换用至主板? 这将有助于确认电路板或器件是问题所在。

    除了 1A 电子负载外、输出端是否有任何其他负载?

    此致、

    Ridge

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    电路板上没有其他器件连接到 5V 电源轨。  该电路板仅用作市电 PSU 的直流/直流转换器板、为另一个 PCB 提供 5V 电压;24V IN 和 5V OUT。  它旨在替代已过时的四路输出 AC/DC 电源 PSU。  测试是使用该直流/直流转换器板隔离进行的。

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    您是否尝试过将已知良好的设备交换到主板上?

    此致、

    Ridge

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    您好、

    我没有、因为我们没有设施去除如此大的元件并向电路板中散发足够的热量来导致焊点熔化。

    如前所述、这是 24V 输入和 5V 输出之间的唯一有源器件。  通过更换元件、我们所做的只是检查无源器件是否正确、我无法想象无源器件会如何导致我观察到并记录的症状。

    您能否更深入地了解导致观察到的行为的原因?  您是否同意 SIMPLE SWITCHER 内的基准已损坏、并且不能提供恒定的 0.8V 电压这一想法?

    此致、

    Simon

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    尊敬的 Simon:

    Ridge 是 OOO、他将回复星期一。

    谢谢、

    Andrew

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    尊敬的 Simon:

    换用已知良好的单元可以帮助我们了解此特定电路板是否导致器件行为异常。 如果已知良好的器件在 PCB 上正常工作、那么我们 知道电路板没有问题、该问题可能会导致器件损坏。

    24Vin 电源是否发生过冲? 您是否具有输入电压的波形?

    您是否知道 PCB 制造商的焊接曲线?

    您能共享物理板的图像吗? 您是否测量或注意到 PCB 上的任何短路?

    我们需要了解此设备是否有任何可能导致此行为异常的行为。 由于电路板启动后似乎就发现了此问题、因此测试设置中的某项操作也导致了此问题。 这也可能是焊接问题。 如果电路板未正确焊接到电路板上、它可能无法按预期工作。

    此致、

    Ridge

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    尊敬的 Ridge:

    24V 电源来自 Traco 电源、完全不会过冲。  虽然我不在办公室、但我无法访问该设备、但我可以向您保证、我过去已经测量过此电源的输出、它的行为符合您的预期。

    为了更清楚地说明这种情况、该电路板一直在工作、而且仅在最近我们才发现器件出现故障。  该电路板是 2022 年生产的、因此 PCB 和器件已投入使用近三年。  我可以看到你是怎么来的假设,这块板已经失败了,从我在开头的文章,但请注意,这个设计现在正在生产,这是唯一的失败,在超过 50 个安装世界各地。

    您提出的所有建议都已被考虑在内。  当然,作为一名拥有超过 25 年工业电子产品设计和测试经验的工程师,我已经检查了干焊点或不良焊点、短路、制造不良等问题。  第一个帖子中随附的原理图显示了电路板上与 5V 电压轨相关的所有元件。  如果我有设施移除设备并更换为已知良好的部件、我认为这是值得的、因为所有其他组件都是无源器件、那么我会这样做的。  我之所以向这个论坛发帖是因为我已经用尽了调查元件故障的所有常见途径、现在我想寻求专家建议和深入了解 LMZ23608 器件的内部工作原理、但我无法从数据表中深入了解这些建议和见解。  我希望 TI 能帮助我完成这项工作。  

    此致、

    Simon

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    您好 Simon、

    此时、我认为应该按照以下流程将器件发送给我们: https://www.ti.com/support-quality/additional-information/customer-returns.html

    然后,我们可以在自己的院系中测试,找到这个问题的根本原因。

    此致、

    Ridge

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    由于不活动而关闭此线程。