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[参考译文] TPS61196:TPS61196 继续失败

Guru**** 2668435 points

Other Parts Discussed in Thread: TPS61193, TPS61196

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/1577573/tps61196-tps61196-keeps-failing

器件型号: TPS61196
主题中讨论的其他器件: TPS61193

大家好!

这是我为照明装置开发的 LED 板。 它是采用 TSP61193 的类似电路板的替代方案。 虽然 TPS61193 电路板的工作原理非常吸引人、但 TPS61196 仍会发生故障、我已确定栅极驱动器输出会损坏。 神秘的是,它只发生在板被插入机箱,我真的不明白为什么。 有人认为电路板有任何原理图、布局布线或任何其他潜在问题吗?

提前感谢、

Paolo。

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    我们的专家将于下周答复。

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    尊敬的 Paolo:

    LED 灯串电压是多少?

    您是否尝试过其他 MOSFET?  您使用的电流 FET MCAC80N10Y 需要~μ A 700mA 栅极驱动电流才能导通、但 200mA 当 VGDRV=5V 时、TPS61196 栅极驱动器能力最小、因此您可以使用较小的 FET 进行测试。

    BR

    Patrick

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    尊敬的 Patrick:

    谢谢! 串电压为 45V。 您的答案似乎很有趣、但我仍然不理解为什么没有机箱的测试板从未发生故障... 我在我的桌面上测试了其中 10 个,并已经工作了大约一年,但那些安装在机箱中的定期失败几个星期后...

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    尊敬的 Paolo:

    当主板未与机箱连接时、这是否意味着主板在空载条件下工作? LED 灯串仅在机箱中?

    BR

    Patrick

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    尊敬的 Patrick:

    感谢您的答复。 不,主板包含所有的 LED,机箱只提供机械支撑和固定装置的结构部分...

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    尊敬的 Paolo:

    这个机箱与 TPS61196 有任何电气连接吗? 这可能会在 TPS61196 板上引入噪声。

    BR

    Patrick

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    尊敬的 Patrick:

    否、机箱未以任何方式连接到 LED 板。 当然、噪音是我首先想到的、但是:

    1 - PCB 底部的栅极连接下方为接地填充物、应提供足够的屏蔽;

    2 - 3 Ω 电阻器连接在 TPS61196 侧、这 意味着布线拾取的可能干扰必须在到达元件之前穿过电阻器。 好的、3 欧姆电阻可能不是这样的保护、但我希望栅极驱动器输出可以相当稳健...

    谢谢、

    Paolo。

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    尊敬的 Paolo:

    那么、如果添加了机箱、IC 散热会受到影响吗? 我不知道机箱是什么样子的、可能是外壳来防止发热?

    BR

    Patrick

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    不,恰恰相反:机箱是由一个散热器,这是应用到板与绝缘垫之间,和一个金属盒,有助于传热散热..

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    尊敬的 Paolo:

    那么、您能否改变一个较小的功率 MOSFET 呢? 我们先排除这种可能的原因。

    BR

    Patrick

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    我会看我是否有什么,在这种情况下的问题是,我们必须构建足够数量的设备,并完全组装它们,以查看是否有任何这些问题... 然而,这是最明智的方法,现在继续...

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    尊敬的 Paolo:

    好的、对于布局、您是否还可以捕获覆盖图、以便我可以更清楚地看到每个元件?

    BR

    Patrick

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    当然、它是:

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    尊敬的 Paolo:

    看起来 MOSFET 栅极驱动布线非常长、布线宽度很小。 已了解布局尺寸有限、但仍建议至少增加一些布线宽度、因为在 FET 导通和关断期间栅极驱动电流会很大。

    BR

    Patrick

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    根据 Saturn PCB 设计、该布线的宽度为 0.6mm、长度为 25mm、这意味着 0.027 欧姆、电流能力为 1.87A。 但是、考虑到 GDRV 引脚会损坏、它只能从增加电阻中获益。

    关于 MOSFET 所需的电流(您刚才提到的 700mA)、您在哪里找到了该信息? 我没有找到任何关于它的东西。 但是、我可能是错的、但如果您必须将 TPS61196 连接到栅极需要低于 200mA 的 MOSFET、否则您将损坏栅极驱动器、我认为此信息应在带有闪烁紫色点的黄色荧光漆中突出显示、而唯一的建议是在栅极串联一个 3 Ω 电阻器以提高性能。

    如果我们考虑:

    R (GDRV)= 2 Ω 最小值(栅极驱动器的输出电阻)

    Rseries = 3 Ω(根据建议,从 TPS61196 到 MOSFET 栅极的串联电阻器)

    Rg = 1.3 Ω 最小值(根据数据表确定的最小栅极电阻)

    Vgate = 5V(栅极驱动器的电压输出)

    我们有这个

    Ig = 5/(3+2+1.3)=~800mA

    现在、如果 TPS61196 可能因当前请求而损坏、则应在数据表中突出显示、但没有提及这一点:

    此外、没有给出有关浇口轨迹的指示、在布局指南中、该轨迹相当细且远(对于您可以从草图中得出的结果):

    重新总结一下、我仍然看不出为什么栅极驱动器应该被破坏、更不知道为什么插入机箱时栅极驱动器会发生更频繁的情况。

    谢谢、

    Paolo。

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    尊敬的 Paolo:

    TPS61196 数据表 EC 表中列出了 GDRV 电流、如下所示:

    对于 MOSFET 驱动电流、请参阅下面的数据表图 6、Qg 为~45nC@VGS = 5V、上升时间为 102ns、因此开启时的驱动电流为 70/102=~Ω 440mA。 下降时间为 14ns、驱动电流将~3.2A。 因此、我怀疑大驱动电流可能会导致该问题。

    MCAC80N10Y (DFN5060).pdf

    BR

    Patrick

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    除了所有 TPS61196 只在插入机箱时才会失败之外、如果您建议的确实是正确的(听起来可能是这样)、我感到非常惊讶的是、数据表中并未强烈强调这一点! 我的意思是,一些对芯片具有潜在破坏性的东西应该被强调,应该警告一个关于这个问题的重要性! 而是完全没有提到... 你不同意吗?

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    尊敬的 Paolo:

    感谢这一建议、我们将考虑在下一版本中改进数据表。 请告诉我这个问题是否可以解决、谢谢。

    BR

    Patrick