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[参考译文] UCC21521:UCC21521故障:OUTB 对 VSSB 短路,VDDB 对 VSSB 短路

Guru**** 657500 points
Other Parts Discussed in Thread: UCC21521
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/1080299/ucc21521-ucc21521-failure-outb-shorted-to-vssb-and-vddb-shorted-to-vssb

部件号:UCC21521
“线程: 测试ABS”中讨论的其它部件

您好,

我叫 Abhishek K Singh,当时我使用 UCC21521向十六进制桥提供门信号,以控制 BLDC 电机的位置。 我使用了三个 UCC21521 IC,其中一个用于控制十六进制桥中的一条腿(高侧 MOSFET 和低侧 MOSFET)。 我使用的是引导电路以及 UCC21521。

我是用弹簧载荷测试这款电机的。 向电机发出了一些位移指令,之后发出了指令,以便它可以回到其自然位置(当弹簧负载为0牛米时)。

当 MCB (额定电压为16 A)回到其自然位置时,可保护150V 电动机蓄电池电源跳闸。 它不知道 ECU 发生了什么,因此 MCB 再次启动,但它再次跳闸,ECU 发出声音。 当我们打开 ECU 时,我们观察到的情况如下:

1)电容器 C102烧坏并熔断

2)电流传感器 U20针脚3和4至150V PB_GND (150V 电源接地)轨迹烧坏和蒸发

3) MOSFET Q2和 Q5在源-排卸,源-栅和排卸-栅之间出现短路。

4) MOSFET 栅极驱动器 U1,U2和 U3 (电路中未显示,但控制了十六进制桥的第三段)损坏:

   a)在所有这些报告中都观察到了公开大学- VSSB 短学

   b)在所有这些报告中都观察到 VDDB - VSSB 短路

   C) outa - VSSA 未短路

5)为所有 MOSFET 栅极驱动器供电的28V 至15V 直流-直流转换器的输出端短路。

示意图: e2e.ti.com/.../UCC21521-ckt.pdf

我目前正在对这一故障进行根部壳分析,我想知道什么类型的电气应力会导致 MOSFET 栅极驱动器以其所拥有的方式出现故障。 请就此帮助我。

如果您有任何关于这条赛道的建议,我也会很感激。

此致,
阿布西克·库马尔·辛格

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    你好,阿比什黑克,

    感谢您联系 E2E! 我们没有立即看到您分享的示意图有任何重大问题。 但是,请允许我们多花几天时间来更详细地进行审查。

    同时,我还有一些后续问题,可以帮助我们更好地了解情况。

    • 您也可以共享布局吗?
    • 您能否分享更多的系统状况? (即功率水平,切换频率)
    • 是否已尝试更换故障设备并再次测试系统? 问题是否可重现?

    谢谢!

    最佳

    奥利维亚·布兰迪尔

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    您好,Olivia,

    很抱歉耽误你的时间。

    UCC21521的电源来自15V,8W 直流-直流转换器。

      电动机电源为160V 直流

    2. PWM 切换频率为20kHz,占空比从0到100%不等

    3. 由于 IC 短缺,我们仍在进行采购。 当我们获得新 IC 时,我们将再次测试。

    布局:

    顶层:UCC21521 IC (U1,U2和 U3)

      

    底层:电容器(C102)和电流传感器(U20)

    您是否认为应该对 IC 进行解封以检查发生了什么类型的故障?

    在回顾后,您能否找到任何可能的失败原因,从而解释失败后的观察结果?

    此致,

    阿比什赫克·库马尔·辛格

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    你好,阿比什黑克,

    感谢您提供更多信息!

    这种类型的故障通常是由部件过压导致的(使设备暴露在 ABS 之外的电压。最大额定值)。 在这些情况下,故障分析不可能提供任何详细信息。

    总体而言,许多组件发生故障,尚不清楚哪一个组件首先发生故障。 因此,这里的主要目标是隔离系统中的过压应力源。 为了避免过度应力,设备数据表在第9至11节中列出了一些设计最佳实践。 一旦您能够获得新的 IC,以下是一些有助于调查的其他事项:

    • 测量来自微控制器的桥接器控制信号(以及产生的驱动器输出)
      • 由于这三个驱动器都短路,控制方法可能是问题的一部分。
    • 测量系统的其他关键波形(VDD,FET VDS,电流等)

    此外,我还有几个后续问题:

    • 看到故障需要多长时间?
    • FET 的零件号是多少?
    • 您能否共享一个布局图像,显示用于将栅极驱动器连接到 FET 的轨迹?
    • 您能否共享显示顶层和底层图层的布局图像? 我们希望了解底层跟踪相对于顶层的位置。

    谢谢!

    最佳

    奥利维亚·布兰迪尔