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[参考译文] TPS2492:高功率-刷式直流电机应用-过热FET损坏/烧坏

Guru**** 649970 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2492
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/1090030/tps2492-high-powered---brushed-dc-motor-application---overheated-fet-damage-burnt

部件号:TPS2492

您好论坛中的每个人,

我们正在为使用TPS2492芯片的真空电机设计软启动控制器。

我们附上了该电动机的设计计算器,该电动机的最大运行电压为24V,25A。

电动机负载的电感为0.763mH和0.8ohm。

最近,我们测试了电路和我们使用的MOSFET。

我已经相应填写了计算器,似乎计算没有问题

e2e.ti.com/.../CSD1.8534万KCS-24V-5A.xlsxe2e.ti.com/.../TPS2492Test.pdf</s>2492

我们的测试有以下几点观察:

  • 当负载电流刚刚超过限制(约5A)时,PG和Vout开始作出反应,这似乎无法控制,根据数据表,它应在CT设置的计时器后切断,并且永远不会再次打开,在我们看来显然不是这样。 并且故障永远不会变为0伏或低电压,这是故障的迹象
  • 发生上述情况时,MOSFET似乎位于电阻区域,该区域实际上有大量的功率损失,并且在没有TPS2492切断电源的情况下持续工作。

我们在这种设计中是否错过了任何内容? 我需要一些帮助或建议,可能TPS2492不是正确的选择

所需要求是

  • 过电流和短路保护
  • 欠压保护
  • 浪涌电流软启动
  • 在不切断整个电路的情况下,处理因电动机扭矩突然加载而导致负载突然增加所导致的浪涌电流
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    您好,Calvin,

    欢迎使用E2E!

    我将进行设计,并在下周初返回。

    您能否确认在测试期间是否使用RC组件? 如果是-没有它们的行为如何?

    此致,

    Rakesh

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    是的,我现在正在使用它们。
    我以前没有测试过rg CG,但我可以尝试

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    感谢 Calvin提供的信息

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    您好,Calvin,

    设计看起来不错。 RG2会减慢CG2的放电速度,然后影响FET的关闭响应。

    请将RG2降低至22欧姆并检查其行为。 此外,对于您的设计,CG2可降至10nF。

    请分享门,计时器,FLT,输入电流的测试结果,以供理解。

    此致,

    Rakesh

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    好的,我将使用新值测试它,然后再次测试。
    请问将来如何计算其它设计的正确RG和CG?
    因为RG CG是计算器中的固定值,我们认为它已经设计用于任何类型的应用。

    谢谢!

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    您好,Calvin,

    对于范围<5nF的CG值,1kOhm的RG应该不是问题。 对于高达47nF的较大CG值,我们应将1k减至22欧姆以快速放电CG。 很抱歉,设计计算器中的内容不明确。

    超过47nF,我们建议使用如下所示的本地PNP放电电路。 这有助于降低浇口上的应力,因为出料是局部的

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,

    我目前正在测试这条电路,它确实工作正常
    但我需要持续测试,以确保未来不会再发生火灾

    顺便说一下,此处提到的rg的要求是什么,大约是22欧姆,我们可以选择其他值吗? 有没有限制? 它是否会受到多个MOSFET的影响?


    我还发现了另一个问题,如果你看一下上面第一个问题中的电路图的话。 我使用PG引脚来防止信号打开电机。
    显然,我昨天在"启用"低电平时尝试发出信号,然后我打开了UVEN:电机直接运行,损坏了我的MOSFET (MOSFET短路,之后永远处于短条件)。
    请问为何PG没有阻止这种情况发生? 我认为PG将等待变低,直到MOSFET完全打开,以驱动输出和电流。


    谢谢!

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    您好,Calvin,

    RG有助于限制CG 进入栅极引脚的放电流。 22欧姆到100欧姆之间的任何值都可以用来限制电流。

    您是否确定使用PG信号表示负载已禁用。 请注意,PG是此设备的有效低信号。

    您是否可以共享测试波形式的输出电压,输出电压,门电压,计时器,以供该测试案例理解。

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,

    我昨天做了一些测试,但我对Vout,PG和FLT进行了范围界定
    这里可能会有一些有趣的事情,FLT似乎多次出现低电平,然后再次出现,接着出现PG。
    当FLT下降时,输出电压将跟随

    负载被禁用,因为我们切断了P MOSFET的命令,该命令由来自PG的低信号激活

    这些是缓慢达到过流时的图片:

    这些是当它通过浪涌电流达到过电流时的图片:

    注:
    黄色-输出电压
    蓝色- FLT
    紫色- PG

    我的问题是为什么FLT不像TPS2492那样锁定?
    另一个问题是,当FLT变低时,PG将变高,门将变低,MOSFET应打开,因此不会正常工作。
    我认为这里的奇怪的部分是,FLT从不锁住,导致一切都重新打开。

    今天我将尝试你关于范围的建议。

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    您好Rakesh

    请查看过流缓慢达到时会发生什么情况

    注:
    黄色-输出电压
    紫色-门
    蓝色- Imon (9 m欧姆感应)
    绿色-计时器

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    您好Rakesh,

    再有一组图片显示不同的PIN码

    注:
    黄色- PG
    紫色-门
    蓝色- FLT
    绿色-计时器

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    您好,Calvin,

    感谢波形。 我将在本周结束前回顾并返回。

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,谢谢!

    如果你可以早点看一下,那对我来说很好!
    感谢您的帮助!

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    您好,Calvin,

    您能否确认,这些测试是否为rg = 22欧姆。 ?

    在我看来,负载配置文件导致设备无法完全关闭。 系统将出现故障并从故障中退出,这会对电源FET造成大量压力。  

    您是否可以将输出增加到330uF并将CG降低到22nF并验证。 我认为过程是为负载提供更多的保持电容器,以支持负载瞬变,并降低CG以提高关闭速度。 设计计算器显示这些值没有问题。

    此致,

    Rakesh

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    是的,rg为22欧姆

    系统如何在不重置UVEN的情况下排除故障? TPS2492应该锁定到故障,直到我们正确重置它?

    cout是否表示我们当前使用的Snubber必须增加?
    目前,我们在  Cout处使用此au.element14.com/.../2336099 XE1202233.6099万 XE1202,1202,而不是单电容器。

    不管怎样,我知道这是什么要求,因为我们的负载是电感负载,当电源切断时,电压峰值可能很高,这就是为什么我们使用Snubber而不是cout的原因。

    谢谢!

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    您好,Calvin,

    UVLO阈值为~23V。 请检查设备是否由于故障期间VIN下降而自动重置UVEN。 如果是,请将UVLO设置为18V并测试一次以确认。我们可以根据结果继续下一步操作。

    是的,我的意思是Cout代替缓冲器来支持瞬态载荷。 我的想法是,如以下波形(绿色)所示,Coout将有助于支持峰值电流,避免反复触发计时器

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,

    感谢您的建议,我将检查UVLO是否重置FLT

    顺便说一句,正如我刚才所说,我们的负载是感应负载,如果我把正常的电容器设置为330nF 100V,而不是缓冲电容器(可以承受1200V),恐怕会损坏电容器。
    由于反电动势,电感负载中的突然停止会产生突然的电压峰值,二极管实际上是有帮助的,但我不确定是否要更换电容器。

    您认为可以改用电解(极化) 330nF 100V电容器代替缓冲器吗? 或者我们应该与缓冲器平行吗?

    谢谢!

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    您好,Calvin,

    后EMF将通过热插拔FET的主体二极管找到通向Vin侧的路径。  

    我们可以使用Cout的电解330uF进行检查。

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,

    我用220 UF进行了一些实验,结果比以前更好
    但是我遇到了一些问题,FLT一直在重新启动。 这是当我对UVEN进行示波时,意识到当它在过电流之前尝试关闭时,电压在1.04 至1.4V之间
    当 输入电压23.8V至24V为1.36V至1.42V,使用10K和137K欧姆电阻时,UVEN电压正常工作。
    我们发现,我们的SSR可能会产生压降 https://www.ixysic.com/home/pdfs.nsf/www/CPC1016N.pdf/$file/CPC1016N.pdf 。1016。 但是,如果根据数据表,它不会产生太大影响

    我们的计算显示,对于19V的UVLO,10和137千欧是可以接受的

    另一个问题是,我们将PG连接到负载信号。 从数据表中,只有在MOSFET准备就绪时,PG才会正常工作。
    因此,如果以某种方式向负载发送的信号将产生超过启动时电流限制的浪涌电流,它将不会燃烧MOSFET,不会吗? 因为PG将等待FET就绪,然后涌入电流将进入。

    但是,我们之前有几次发生过FET 损坏 的情况,当信号在UVEN开启之前开启时,当我们打开UVEN之后,负载将直接运行,之后,我们的FET已经短路。 您是否知道可能发生的情况? 到目前为止,我们已经损坏了6个以上的FET,因为在UVEN之前意外打开了信号,尽管我们已经将PG引脚作为信号,让负载信号通过。

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    您好,Calvin,

    我今天没有机会去了解这个。 我将在星期五之前回来。

    此致,

    Rakesh

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    您好,Calvin,

    同意您对UVLO计算的看法。

    关于FET故障-如果负载已启用,则FET在启动过程中会承受严重的SOA压力。  

    请在设计计算器中包含启动负载信息,并验证SOA利润。

    此致,

    Rakesh

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    您好Rakesh,

    对不起UVLO,实际上我在计算器上的计算是正确的,但实际上,它下降了很多,导致UVLO重新启动,所以我需要将UVLO降低很多才能正常工作。

    我是否可以测试以验证UVLO电压降?

    你可以在这个主题的第一个帖子中看到我的计算器。
    SOA利润非常高,即使我输入了40安这样的疯狂数字,也没关系

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    您好,Calvin,

    您能否检查压降是否是由输入源阻抗引起的? 如果不是热插拔系统,您可以考虑增加热插拔的Cin

    SOA边距看起来不错。

    此致,

    Rakesh