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[参考译文] LM25117:MOSFET 和输出电容器出现故障

Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: LM25117

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/1009873/lm25117-mosfet-and-output-capacitors-failing

器件型号:LM25117

您好!

我们正在设计具有恒流控制功能的 LM25117电路、由于某些组件短路或烧毁、我们发生了一些故障(4/10电路板发生了故障)。 我已经附加了电路实现以进行审查、以查看我们是否可以获得一些有关该实现的反馈。 发生故障的器件周围有一个黑色方形(Q1、Q2、C19、C20、C21、 C22)。 对于当前电路板版本、我们在 L1电感器上增加了大量散热、电感器温度在95F - 100F 时饱和。电感器放置在靠近 Q1/Q2铜焊盘的位置(到 Q1mm 的线性距离、到 Q2的线性距离为7mm)。 我们一直在研究 LM25117的应用最佳实践、也许我们缺少 MOSFET 和输出上的一些保护功能或电路。

Q1/Q2 P/N:BSC066N06NS
C19-C22全部额定电压为50V。 标称最大输出为24V。

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    您好、Aquiles、

    该原理图有点难读。 请检查电感器是否未饱和(SAT 电流应远高于峰值电流限制)。

    请注意、您可以使用 LM25117快速入门计算器来检查补偿(至少作为起点的恒定输出电压操作)。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、感谢您的评论。 尝试多次单击图像。 我现在可以在页面上打开高分辨率图像。 我将研究电感器饱和情况。

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    我注意到没有传统的输出电压反馈、因此如果电流环路运行不正常、可能会导致 Vout 变为高电平。 此外、MOSFET 米勒平坦区电压相当高、约为5V。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、感谢您的反馈。 我们仅在 CC 模式下运行转换器、并且我已经测试了机器以将输出电压限制在22V。 向 VCCDIS 引脚添加 OVP 电路似乎是有益的。 我认为这种方法将有助于解决 Cout 故障。

    我不熟悉降压拓扑中米勒平坦电压的影响、请您解释一下吗?  我们是否可以使用接近 HO 和 LO 限制的控制器、而不是完全导通 Q1/Q2?

    非常感谢您的反馈。  

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    Aquiles、

    鉴于栅极驱动振幅(VCC)相对于 FET 的米勒平坦区电压(FET 数据表中 Qg 与 Vgs 曲线中的平坦线)、我们更倾向于具有几伏的过驱电压。 这可确保 FET 在导通时得到充分增强。 我注意到、对于60V 器件、这里使用的 BSC066 FET 有些高(5.2V)-请参阅该数据表中的图14。 但它仍应能够 充分满足 LM7.6V 栅极驱动振幅的要求。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、

    感谢您的澄清。 这是有道理的、因为部分增强型 FET 的导电性较差。 我们在 Q1中看到了非常一致的故障、除了向该 FET 添加专用散热器之外、还有其他电路改进是否可行? 此外、在20-30小时的使用时间以及不同的电感器(15 μ H 和33 μ H)时也会发生故障。  

    再次感谢、如果您有其他建议、请告诉我。  

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    Aquiles、

    也许可以通过仿真或查看瞬态响应来检查稳定性、特别是考虑到可能具有高 ESR 的电解输出电容器(尤其是在冷态时)。 功率级看起来正常、电感器占用空间大、额定电流为12A。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、

    感谢您的想法。  

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    没问题、Aquiles。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、我们已经测试了可能导致 Q1/MOSFET 故障的条件。 我们希望与您协商、看看我们的想法是否有好处。

    具体而言、我们注意到、当 LM25117检测到短路情况时、我们的电路中的 Q1 Vgs 以大约1.3V 的电压驱动。 尽管输出电压非常低(~130mV)、电流为0、但我们认为这些特定条件会导致 MOSFET 过早发生故障:

    1. 机器检测到断路/短路。 HO/LO 被关闭。
    2. 使用示波器、我们将 HO-SW 电压测量为大约1.3V。
    3. 在我们的设计中、Q1 MOSFET 的 Vgsth 为2.8V。
    4. 这些条件会导致 Q1 MOSFET 部分导通、从而导致高 RDS (on)。  
    5. Q1上仍施加24V 电压、导致功率耗散(小?) 高 RDS (on)导致的高导通电阻。  
    6. 在这些条件下、Q1过早出现故障。

    这种想法是否有意义? 感谢您的任何反馈。  

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    您好、Aquiles、

    当 FET 关断时、HO 至 SW 的电压应为0V、因为有一个有源下拉电阻。 请确保您正在进行从 HO 到 SW 的差分测量。

    即使存在1.3V 的电压、也不应导致 FET 导通。

    此致、

    Tim

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    您好、Tim、在电路处于故障条件下时、这里有2个示波器测量值、HO:

    软件:

    SW faulted

    这里有什么问题吗?

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    Aquiles、

    HO 至 SW 为相关电压、因为它表示高侧 FET 的栅极-源极电压。 您可以通过进行差分测量来检查它。

    此致、

    Tim