[参考译文] LM5069：损坏的LM5069设备无法控制浪涌

您好，Paul：

欢迎使用E2E

您是否可以共享原理图和载荷详细信息。 当我们执行电源循环时，负载电容器会放电到LM5069中，并会对门段造成压力。 希望检查此处是否是这种情况。

此致，

Rakesh

您好，Rakesh，

下面是一个示意图链接，我希望它对您有用(如果不能，请告诉我)。 48V_In连接到电池(可能为42-60V)，开关输出为+48V_BIAS，驱动板载和板外负载。

示意图链接

我对您关于负载电容可以放电到设备的建议感兴趣。 在起动和正常停机期间，我们的初始负载如下所示：

-板载PSU，输入电容300uF

-远程 电机 驱动 器(~Ω 5 m 电缆长度)，输入电容1mF

3个粉丝，他们的涌入需求我并不完全确定。

我们正在从最新的故障设备收集更多数据，我应该 能够尽快提供。

这对我们来说非常紧迫，因为它具有很高的知名度，因此我们非常感谢您的紧急关注。

保罗。

您好 ，Paul：

感谢您的详细信息。  

从故障描述来看，浇口节点处似乎存在泄漏，这可能是由于浇口的下拉部分或ESD结构的部分故障造成的。 如果我们使用UVLO引脚控制LM5069，则每次 管路通过浇口下拉部分放电时都会对零件造成应力。  

因为部件在电源循环测试期间出现故障。  您能否与UVLO=低波形共享启动，关闭，以了解更多信息。 请探测输出电压，栅极和UVLO针脚电压。

此致，

Rakesh

您好，Rakesh，

我们开始认为这可能是问题所在，尽管很难看出这在几乎任何应用程序中都不会发生。 我想我们的电容可能比大多数的电容大。

请参阅所附的请求跟踪：

 e2e.ti.com/.../OneDrive_5F00_1_5F00_27_2D00_04_2D00_2022.zip

- 02 -启动显示UVLO上升，然后是门和VOUT (均根据GND进行测量)

- 03 -使用相同的信号关闭。 这表明，每次断电时，负载需要2秒左右才能放电。

-01 -显示UVLO信号在上述两条迹线之间电压不同的原因。 一旦启用控制光隔离器的第二个并联光隔离器，电压将进一步升高。

保罗。

您好 ，Paul：

感谢您提供测试结果。 它让我们知道为什么在动力循环过程中闸门会变得紧张。 如果在实际使用情况下预计会出现此类频繁的功率循环，请按如下所示串联使用阻塞FET。

https://www.ti.com/lit/an/snva683/snva683.pdf 

此致，

Rakesh

您好，Rakesh。 谢谢。 我们在部署此解决方案方面非常先进，因此在此阶段不可能将其追溯应用于PCB设计，因此我们正在考虑在电源线中添加一个系列二极管，以防止大多数电容反馈到驱动器中。  

请在此处查看演示文稿

e2e.ti.com/.../Diode-comparison.pdf 

我们可以使用二极管来阻止1.3mF电容负载的1mF，这将限制LM5069通过栅极夹释放功率的持续时间。

您认为在我们不会发生任何损坏的设备中，电容/能量消耗的可接受水平是多少？ 必须对此有所期待，因为我认为我们的用例并不完全超出预期(尽管电容负载较高)。

我将在周末对原始设置和修改后的设置进行一些代表性的快速循环测试，以查看我们是否可以刺激/防止故障。 这应有助于证明我们是否有正确的根本原因，或者是否需要寻找其他地方。

您好，Paul：

我将在下周初回来  

此致  

Rakesh

您好，Paul：

我们的设计团队仍然认为，如果电源循环频繁发生，内部下拉操作的压力太大。 下拉FET的大小可处理10毫安电流，但间隔非常短，小于50毫秒  

我认为对输入功率回收的关注较少，因为输出也通过热插拔的主体二极管放电至输入侧，但在EN/UVLO循环中，输出将仅通过LM5069的内部下拉进行放电。

此致  

Rakesh

您好，Rakesh。 在我们的应用程序中，电源循环并不频繁，但我们正在尝试证明产品生命周期内的稳定性，在这种情况下，许多年可能会发生数千次UVLO电源停机。

我在实验室中关闭并重新打开4块板的电源，尝试重新生成故障，他们现在已完成UVLO输入的2万 循环(14秒打开，7秒关闭)，没有任何部件出现故障！！ 这告诉我，虽然这可能会对零件施加压力，并且可能不可取，但这显然不是我们在产品中看到的功能故障的根本原因，我们在300和2000个周期后发现了故障。

我们还做了一些工作来比较失败的零件的操作与工作零件，希望您能帮助我们隔离内部可能失败的零件，从而隔离可能导致此损坏的事件。 请参阅下面的幻灯片

幻灯片

这些数据表明，故障部件 不允许FET释放RLIMIT电阻器指定的功率，直到在通电循环的很晚阶段，而工作部件则快速达到并保持此水平。 我们已经验证了RLIMIT电阻器上的电压是否相同，并且故障部件似乎具有工作电流感应功能(通过检查电流限制阈值(一旦启动))和工作的VDS感应功能(通过检查PGD信号的断言时间)。

我们还 观察到，如果我们增加了RLIMIT值，故障零件就可以开始装入以前无法装入的载荷，如果我们降低了RLIMIT值，我们可以在工作零件上重新创建与故障零件类似的行为。

这是否提供了有关设备的哪一部分可能出现故障/降级的更明确指示，您能否建议一些可能的原因，以便我们调查这些原因？

谢谢！

保罗。

您好 ，Paul：

感谢您的更新。

电流限制在稳定状态下工作正常，功率限制参考也良好。 我怀疑VDS功能或门节点部分泄漏。  

您是否可以确认故障主板在执行关机后再开机测试之前是否设置了预期功率限制(恒定值，如正常设备)？

您是否进行 了A-B-A交换？  您是否可以从板上取出设备，并测量门针和针脚处的阻抗，以进行故障和良好的设备比较。

我还想对故障设备执行一个不同Vin电压级别的测试(例如30V，48V，60V)，以检查功率限制是否仍然较低。

此致，

Rakesh

您好，Rakesh，

我认为对PGD输出的测试也会证明VDS函数 感应功能工作正常。 您认为是这样吗？ 我知道浇口泄漏增加似乎是最可能的原因，但我对可能导致这种情况的其他选项或事情感兴趣。

在我们开始测试之前，我无法确认故障设备的功率限制是否完全正确，因为这不是我们在所有主板上例行测试的内容，但我没有理由假定它 不正确。  

在以前的故障板上，我们更换了LM5069并恢复了正确的行为(A-B测试)，但随后没有重新安装故障部件以检查其是否仍然无法正常工作(A-B-A)。 在第二块出现故障的板上，我们尚未更改部件。 我将构建此A-B-A测试，并在部件离开主板时测量门和输出引脚到GND的阻抗，然后进入我们测试计划的后续步骤。 我还会要求按照您的建议，在高/低电压阈值下执行测试。

~我们现在在4块板上完成了n ü 2.3万 周期，并且没有出现故障，因此我一直在研究其他系统级事件，这些事件可能会导致影响LM5069的情况。 我已捕获了我在下面的演示文稿中发现的内容

幻灯片

请查看并查看是否有任何问题。 具体在幻灯片5上，当蓄电池上有负载时(即LM5069的输入)，输入电压下降，因此我们会得到稍负的VDS和负电流流动一段时间，同时LM5069被启用，直至电压恢复。 这不是系统中的问题，我认为这不应该是控制器的问题，但请确认。

您好，Paul：

PgD是数字比较器输出，无法反映功率限制环路或功率限制参考中是否存在任何问题

只要输入电压高于LM5069的UVLO阈值，即使是在输入电压骤降的情况下，我也不会看到任何问题。

~4块板上的2.3万 周期评估，这是通过在负载路径中使用二极管降低输出来实现的。

此致，

Rakesh

PGD比较器的输入是VDS感应输出，尽管我相信。 所以如果我们看到PGD输出在正确的VDS阈值上断言，那么它不会表明没有意义？

这些循环已在4块板上完成，2块板在与我们的安装类似的配置下运行(所有输出电容均连接)，2块板在二极管上运行，可隔离通过LM5069释放的大部分输出电容。

保罗。

是的， VDS检测输出似乎正常，因为它在正确的阈值处断言

您好，Rakesh，

好的，我们完成了您要求的测试。 其结果将在此处的演示文稿中捕获

幻灯片

总结是，对故障部件的输入电压测试表明，即使是这种低启动负载，高输入电压也无法启动，因为该器件似乎在 将功率限制从~35W降至~40V之前保持VDS降低 120W的目标功率限制。 因此，当输入电压大于50V时，需要的时间太长，并且故障计时器(CTIMER=470nF=22ms)过期。

我们无法解释的非常有趣的事情是，当我们将"故障"部件重新安装到同一电路板上(在上面测试了新部件)时，它现在可以正常工作！ 我们已成功施加高启动负载(电阻和电容)，并且未发现主板无法再次启动。 现在，我已将此板放回我们的自行车钻机上，看看它是否会在反复启动后再次出现故障。

我们用热空气设备将设备从主板上拆下，用铁将其焊接到测试PCB上进行电阻测量，用热空气将其从PCB上拆下，然后用铁将其焊接回原来的主板上。 我们不认为这可能是最初安装设备时实际焊接接头出现的问题，因为问题是运行非常降级(如我们在此处记录的)，而不是数字故障(如无连接时所见)。

我现在还发现了第一块故障板上的故障部件，因此今天将重复其中一些测试。

请注意，两个故障部件上的部件标记分别为“9902”和“SNAB”

我很欣赏任何有助于解释我们迄今为止所观察到的情况的理论

您好，Paul：

感谢进一步的测试和A-B-A测试。 当我们焊接后，故障设备开始工作，这使情况变得复杂。  

所有这些装置是否都具有相同的批号？ 包装封面上提供了这些详细信息

此致，

Rakesh

如上所述，外壳上的所有部件均标有"9902"。 两个出现故障的设备具有相同的标记，并且可能来自同一批次，因为它们是同时制造的。  我没有任何包装，因为这些包装是在几个月前由我们的分包商制造的。  

您好，Rakesh，

我们测试了以前出现故障的主板，并通过更改LM5069进行了修复。 我们找到了故障设备，并使用更换部件对主板进行了测试，重新安装了故障部件，一旦解决问题，此部件也能正常工作。 非常奇怪！

以下是我们所做的测量，包括我们在12月份以失败状态对电路板进行的跟踪，以表明它具有相同的行为。

幻灯片

此致，

保罗。

您好，Paul：

让我与设计团队讨论一下可以做些什么

此致  

Rakesh

您好，Paul：

我们的所有设备在通过 自动 测试 设备(ATE)后都将从生产装置中退出。 我们正在考虑在组装到PCB或焊接流程时的处理过程是否会产生任何影响。 如果我们能找到根本原因的线索，您能否仔细研究这些线索。

此致  

Rakesh

您好，Rakesh，

我很确定这些主板只 进行SMT回流，并且其配置文件将会正常-尽管我会与制造商核实。

我们正在考虑这是否可能是由封装内或引脚周围的操作环境因素造成的。 两个出现故障的电路板都是在我们的试验场外通过操作循环操作来操作的。 PCB安装在IP6等级的外壳中，没有保形涂层，在几个小时内，随着装置的加热和冷却，装置的温度会从空气温度(有时为0°C)到相当热(有时为60°C环境温度)不等。 当系统处于"关闭"状态时，装置处于LM5069 VIN高且UVLO保持低的状态，因此设备内部/跨设备仍存在潜在差异。

这些条件会通过重新制作/清洁焊接接头或在焊接过程中对封装加热来解决，是否会导致任何已知/潜在问题？

谢谢！

保罗。  

另请注意，在重新安装后出现故障并重新开始工作的两个设备在实验室中的最后几天内完成了超过6000个循环的UVLO循环，开始进入其正常的电容负载。 因此，以前造成它不起作用的任何东西，肯定都没有恢复使用。

您好，Rakesh，

我们还对最近停止循环的主板进行了一些测试，测试显示了相同的症状，即未正确应用功率限制以开始，但应用程序中尚未失败。

我们想要检查哪种操作会使设备改进这一特性，因为在涉及温度，清洁和焊接接头之前，已进行了固定操作。

我们在70°C的烤箱中烘烤了一段时间，然后将其取出，以便每隔一段时间对其进行重新表征，并发现板在烤箱中的时间越长(因此，我们去除的水分越多)，部件施加的初始功率限制每次都会增加。 请参阅随附的示波器跟踪。

幻灯片

这意味着某些设备(可能是LM5069本身)在运行过程中会受潮，这会影响功率限制的初始应用，并且当烘烤主板以除去这些湿气时，它会返回到正常运行状态。 您能否提出任何其他可能的解释或讨论为什么这些零部件会出现这种情况？ 我们必须紧迫地了解这些失败的原因以及如何解决这些失败。

保罗。

您好，Paul：

我们是否可以致电详细讨论。 我将私下向您发送我的联系信息。

此致  

Rakesh