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[参考译文] TPS24701:请查看原理图

Guru**** 1135080 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS24701, CSD16340Q3, TPS56628
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/1019280/tps24701-please-review-the-schematic

器件型号:TPS24701
主题中讨论的其他器件: CSD16340Q3TPS56628

您好、TI 专家、

自去年以来、我的客户生产了自己的产品、最近他们在这一领域遇到了问题。

实际上、我们没有在开发阶段检查原理图。

故障是器件运行期间 Q1 FET 的死区。 请先检查原理图。

与 EVM 相比、我发现了一些差异。

- EVM 中的 FET 为 CSD16401Q5A、客户的原理图为 CSD15340Q3。 它们具有漏源导通电阻差异。 我听说它会导致发热问题。 请确认这是此失败的原因。

 (它们在最大 SOA 方面也有差异。)

-客户不要在输入、输出和 FET_G-S 上插入二极管 尤其是几个 E2E 线程、强烈建议在 FET_G-S 上插入齐纳二极管 请确认这一点、如果可能、请确认其他二极管。

如果您发现此故障的任何可能性,请告诉我。

此致、

Chase

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    你好 Chase、

    感谢您与 我们联系。 我正在查看原理图、并将于周一返回给您。 同时、请您分享已填充的设计计算器。 我在查看原理图时会有所帮助。 设计计算器可从 https://www.ti.com/lit/zip/slvc567获取。 请确保在设计计算器中正确输入系统规格、例如输出电容、启动期间的负载等。  

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    尊敬的 Avishek:

    感谢你的答复。

    我要求客户填写设计计算器。 我将向您发送一个小睡。

    即使我没有向您发送设计计算器、您也能给我提供评论结果吗?

    原因可能只需要很少的时间来填充该文件。

    (我没有通知、电压为12V、电流为2.4A 恒定、适合各种情况。)

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    MOSFET 是否损坏或热插拔控制器? MOSFET 在什么条件下损坏? MOSFET 可能在两种情况下损坏。

    1) 1) MOSFET 结温在 ⁰C 状态下超过150 μ V。

    2) 2)在启动或短路事件期间、MOSFET SOA 违反。  

    要评估上述两种情况、需要使用填充的设计计算器。 请您在 MOSFET 发生故障之前分享 VIN、VOUT、输入电流和栅极电压波形。 它将帮助我们确定故障的根本原因。 对于 TPS24701器件、始终建议从瞬态保护的角度来看合适的 TVS 二极管和肖特基二极管。  

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    尊敬的 Avishek:

    感谢你的答复。

    我还没有收到客户提供的设计计算器。 我将再次检查它。

    实际上是 MOSFET 的损坏。 在他们更改后、它正常工作。

    正如我说过的、他们没有为自己的产品设计任何二极管。 您认为这是 MOSFET 损坏的原因之一吗?

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    我认为 MOSFET 损坏不是由不包含二极管造成的。 我将确定您能否告诉我 MOSFET 损坏的情况。 此问题是否可重复?   

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    尊敬的 Avishek:

    我仍在申请设计计算器。

    那么、您是否认为这是超出结温或违反 MOSFET SOA 的问题?

    如果客户使用具有更高结温和更好 SOA 面积的 IC、他们会防止出现此问题吗?

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    你好 Chase、

    1) 1) 那么、您认为是否存在超出结温或 MOSFET SOA 违反的问题? Avishek: 为了确保这一点、可能需要使用波形和设计计算器。

    2) 2) 如果客户使用具有更高结温和更好 SOA 面积的 IC、他们是否会防止此问题? Avishek: 需要使用设计计算器进行确认。

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    尊敬的 Avishek:

    :  为了确保这一点,可能需要使用波形和设计计算器。

    =>您是否需要非工作情况的波形? 请给出波形所需的点。

    如果您需要准确的故障情况开始的波形、那么这将是非常困难的原因、我们目前还无法重现故障。

    此致、

    Chase

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    请您在 MOSFET 发生故障之前分享 VIN、VOUT、输入电流和栅极电压波形。 此 MOSFET 故障发生了多少次?

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    尊敬的 Avishek:

    感谢你的答复。 我会向我的客户申请这些产品、并尽快发送给您。 谢谢。

    此致、

    Chase

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    尊敬的 Avishek:

    这是设计计算器。 但有些信息不清楚。 请检查一下。

    - RDS_ON_Max:显示的条件为 Vgs=10。 ID = 40A。 但在数据表中、只有 Id=20A 条件。 无论如何、我在 Id=20A 中写入。

    - FET 栅极电荷达到 Vgs>VTA (单个 FET):我刚刚写了图2所示的相同位置。

    -重试? :我认为我们使用 TPS24701,所以答案是肯定的,但是如果我选择它,一些计算是奇怪的。

    -Iramp:我不知道这的确切含义。

    -T_Margin,最小建议 SOA 裕度:完全由客户决定,但客户难以确定这些值。

    -ENRise: 我不知道它的确切含义。

    客户还有一件事。

    此故障发生在运行情况下、不是启动或故障时间。 因此、我认为我们不需要关注 SOA 裕度、即使我们必须进行检查。

    请先查看此设计计算器。 谢谢。

    e2e.ti.com/.../TPS2470x_5F00_Design_5F00_Calculator_5F00_DAYOU.xlsx 

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    感谢您分享设计计算器。 我将仔细研究、明天再回来。  

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    你好 Chase、

    由于 MOSFET 在稳态期间发生故障、我怀疑问题是由于栅源极电压 CSD16340Q3的绝对最大额定值较低 、即+10V/-8V

    当 栅极完全增强时、TPS24701的栅极引脚可达到最大28V、输入电压为12V。

    因此、在这种情况下、VGS 变为16V、这超出 了 CSD16340Q3的绝对最大额定值。 因此、MOSFET 可能会损坏。 为了消除此问题、 需要在  CSD16340Q3的栅极和源极之间放置一个合适的齐纳二极管、如 EVM 原理图(D6)所示。  此处建议使用 BZT52C8V2-7-F、如 EVM 原理图所示。  

    我是否可以知道 MOSFET 故障多次发生或仅发生一次? 此问题是否可重复?

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    尊敬的 Avishek:

    感谢你的答复。

    我是否可以知道 MOSFET 故障多次发生或仅发生一次? 此问题是否可重复?

    =>到目前为止只发生一次。 他们还没有复制它。

    1、您认为这不是结温过高的问题吗?

    2.如何在 不添加齐纳二极管的情况下更改与 EVM CSD16401Q5A 相同的 MOSFET? 这不是解决方案吗?

    实际上、他们考虑使用2个 TPS24701、每个 TPS24701的负载为1.2A。 (之前的原理图是具有2.4A 负载的1个 TPS24701)您能否告知此解决方案是否适用?

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    1) 1)我认为此故障问题不是由于超过最高结温所致。   ºC、   ºC ºC 流经 CSD16340Q3的最大电流为12A (ILIM)、环境温度为55 ̊ C、CSD16340Q3的结至环境热阻为50 ̊ C/W、最高结温为97 ̊ C。

    2) 2) 可以使用 CSD16401Q5A 代替 CSD16340Q3。 但是、仍然建议为齐纳二极管保留一个占位符。  

    3) 3)此建议与负载电流无关。 我是否可以知道客户为何将 TPS24701用于此类低电流应用? 集成电子保险丝是最经济高效且空间优化的解决方案、适用于 TPS2595x 等此类应用。   

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    尊敬的 Avishek:

    非常感谢您的支持。

    我将您的意见发送给我的客户。 他们现在会审查您的建议。

    如果有任何更新或进一步的问题、我将回复此主题。 谢谢。

    此致、

    Chase

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    尊敬的 Avishek:

    最后、我的客户决定改进 PCB。 您可以查看此原理图吗?

    e2e.ti.com/.../TPS24701_5F00_sch2.pdf

    他们在 FET 的栅源极引脚中添加了齐纳二极管。

    他们使用 TPS56628从12V 生成3.3V 电压、现在他们将其更改为分压器。 (R38和 R39、26.1K 和10K)

    它们将2个 TPS24701放置在一个 PCB 中、因为即使有1个 IC 不工作、它们也希望保持其系统。

    (此应用用于有线网络系统的冷却风扇操作。 因此冷却风扇很重要。)

    每个 TPS24701将承担1.2A 负载。

    请检查此问题。 谢谢。

    此致、

    Chase

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    你好  Chase、

    感谢您对此采取后续行动。 我将回顾原理图、并在明天结束前返回给您。

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    尊敬的 Avishek:

    请告诉我是否有针对上述问题的任何更新。 谢谢、

    此致、

    Chase

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    你好 Chase、

    很抱歉耽误你的时间。 今天结束时、我将向您回复。  

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    你好 Chase、

    请参阅原理图中的观察结果。  

    1) 1)始终建议放置 TPS24701控制器的输入端适用的 TVS 二极管和输出端肖特基二极管。 由于 在控制器快速关断期间输入端的瞬态过压和输出端的欠压、这两个二极管有助于保护热插拔控制器。   此处建议使用 SMCJ18A-13-F 和 MBRS330T3G、如 EVM 中所述。  

    2) 2) C1应尽可能靠近控制器的 OUT 引脚放置。 C2、C3和 C4 应尽可能靠近 控制器的 VCC 引脚放置。  这对于降低风扇负载噪声的影响非常重要。 μF 将一个或两个小型陶瓷电容器(0.1 - 1 μ F)与 C1一起放置在 OUT 引脚上。  

    3)计时器电容(C5)应为22或27nF、以便在热短路和启动至短路事件期间具有足够的 MOSFET SOA 裕度。  

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    尊敬的 Avishek:

    始终感谢您的支持。

    我已将您的建议发送给我的客户。 如果我有另一个问题,我会回答。

    此致、

    Chase