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[参考译文] TPS63024:随着 PCB 加热,Vout 变得不稳定

Guru**** 2380410 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63024
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/1079796/tps63024-vout-becomes-unstable-as-pcb-heats-up

部件号:TPS63024
“线程: 测试ABS”中讨论的其它部件

大家好,

我的设计使用 TPS63024,可调输出设置为2.97V,使用3.3V 输入。 随着 PCB 温度开始升高,输出开始不稳定。 我在 TPS63024 (U14)的外壳上放置了一个热电偶,当输出开始不稳定时,热电偶读数为47摄氏度。 对 U14应用极小的冷喷剂可以稳定输出,但当它再次加热时,它会变得不稳定。 数据表显示140 C 的交叉路口停机温度,因此我们非常远离此温度。

下面是示意图

以下示波器捕获显示输出开始不稳定时感应器上的 VOUT 以及 L1和 L2引脚。  

随着 U14的外壳温度升高,骤降的时间越来越短。 请参见下图。

下面的示波器捕获显示了声控发射装置,电感器 L1和 L2引脚,就像应用了印刷电路板电源并且电路正常工作了大约30秒。 注意:本次捕获中的 VOUT 是交流耦合的。

我尝试将 电感器从1uH 增加到10uH,尝试在输出和输入上添加和增加220uF 电容器,但问题仍然存在。 电感器直接放置在 TPS63024的另一侧,TPS63024上的三个 L2和 L1引脚的电流均放在电极板上。 我用电线将电感器移出 PCB,认为它正在加热,但问题仍然存在。

我想尝试将模式从 PFM 切换为 PWM,但 TPS63024的引脚 A4直接与 BGA 下的接地相连,因此无法进行此返工。

感谢您的帮助,

托尼

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    以下捕获显示输出不稳定时的声控发射装置和 FB 引脚

    下面的捕获显示了声控发射装置和 VIN 引脚。 注意:在 VIN 放大的范围上应用了3.23V DC 偏移。

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     你好,托尼,

    您能否帮助捕获相同的 EN 电压?  

    此致

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    大家好,Tao,下面是一些关于 EN 引脚和 VOUT 的信息。

    下面第一个显示了初始启动时 EN 引脚上的触发并显示了 VOUT。

    下面的捕获显示 EN 引脚触发并在关机时显示 VOUT

    下面的捕获显示了试图在 EN 引脚下降边缘上拉紧,同时显示 VOUT。 范围从不触发,因此 EN 引脚总是很高,而 VOUT 变得不稳定。

    以下显示不稳定时 VOUT 触发并显示 EN。 我从未见过 EN 引脚过低。

    作为一名硬件人员,我希望这是一个固件错误,导致 EN PIN 出现低故障,但情况并非如此

    感谢您的帮助,

    托尼

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    我还想补充一点,今天我注意到,如果我尽可能关闭 PCB 并启用此电源,输出将保持稳定。 如果我使用热气枪对 PCB 加热,则输出将变为 不稳定。 排出热空气后,输出将恢复稳定。

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      你好,托尼,

    感谢您的详细描述,这真的很好。

    因此 ,我认为 OTP 已被触发,如果 EN 保持较高,没有其他逻辑可以使设备停止切换。

    但我真的很困惑,为什么你的测试有47度,它应该高得多,

    此致

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    下面是一段视频,其中介绍了使用热膏将热电偶放在 TPS64024机箱上的情况。 在47摄氏度时,不稳定开始。 我们有一些设备出现了此问题,因此它不仅仅是一个设备。

    e2e.ti.com/.../Temperature_5F00_U14_5F00_thermocouple_5F00_short.mp4

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    下面是设备的顶部视图。 也许日期/批次代码可以告诉您什么?

    这是 今天从印刷电路板上卸下的设备的 BGA 侧,显示了相同的问题。 左上方的两个球可能在拆除后损坏。

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      你好,托尼,

    在制造过程中,芯片安装球是否可能与 PCB 不紧密接触,从而导致芯片的热阻升高。然后,尽管外壳温度为47,但接线温度高于 ABS 1?

    关于 Topmark,我们在下面获得了一些信息。

    这是在2020年2月以 TI Clark Philbin 数据代码进行组装的  

    此致

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     你好,托尼,

    也许您可以通过 X 射线在不良和良好的电路板之间找到不同的东西。

    此致

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    大家好,Tao,

    我会询问 Xray,看看这是否有什么结果。

    如果零件焊接不好,我认为  它不会将接线更改为外壳热阻?

    该数据表将接线盒的热阻规范为0.5C/W 在47C 外壳温度下,我们需要消耗186安培电流才能达到140C 接线温度。 这是不可能的。 没有什么补充。

    托尼

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      你好,托尼,

    实际上,芯片和硼片之间的不良连接会影响热阻。您可以参考以下图片

    是正确的,但功耗不仅是传导损耗,还包括一些切换损耗。

    此致

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    大家好,Tao,

    在 VOUT 变得不稳定时,我捕获了切换芯片 U14和感应器 L3的一些热像。

     下图显示了 PCB 的顶部。 左侧图像为可见光谱,右侧图像为 FLIR 热成像。 我不得不清空 PCB 的其余专有区域。

    SP1指向 U14的外壳温度,即53.3C。

    Bx1有一个红色三角形,显示了 U14周围盒装区域中55.0C 时的最高温度位置。 该盒包含输入和输出电容器,以及接近 U14的印刷电路板温度。

    Bx2是整个印刷电路板周围的盒子,最高温度为65.3C。

     下图显示 了 PCB 的底部。 左侧图像为可见光谱,右侧图像为 FLIR 热成像。  

    SP1指向感应器 L3的外壳温度,即40.9C。 它直接位于 U14的另一侧。

    Bx1有一个红色三角形,显示了电感器 L3周围盒装区域中51.7C 最大温度的位置 ,以及该区域的 PCB 温度。

    Bx2是印刷电路板底部周围的盒子,最大温度位置为61.2C。

    基于这些热图像,我很难相信 U14的结温为140C。 鉴于我们在多个 PCB 上看到了这个问题,我们认为我们的零件批次不好。  

    我们计划派遣 PCBA 更换 U14,但需要了解正在发生的情况,以防止将来可能出现的问题。

    谢谢,

    托尼

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    你好,托尼,

     产品几乎不可能出现与您的现象有关的批量一致性问题。

    此外, 我不确定 OTP 是否被触发,但似乎没有其他逻辑可以使设备停止切换。无论如何,根本原因对我们也很重要。 希望更换芯片后出现此问题。

    此致