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[参考译文] LM5116:偶尔出现故障、原因未知

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5116, CSD19531Q5A
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/1004411/lm5116-occasional-failures-cause-unknown

器件型号:LM5116
主题中讨论的其他器件: CSD19531Q5A

你(们)好。

我们的电路板设计用于5.2V 6A 和7.4V 18A 输出、运行电压为30-48V。 我们在运行和上电期间看到一些故障。 还有一些电路板工作正常、温度不超过预期值。  

在一种情况下、LM5116芯片烧毁、而在另一种情况下、电压低于预期值、另一个芯片发热。 一些电路板工作正常。 7.4V 布局和5.2V 布局非常相似、并基于 EVAL 板中的指南: www.ti.com/.../snva285a.pdf   

我在测量 MOSFET 上的 HO 和 LO 时看到的是、LO 在高电流时具有非常负的尖峰、我想知道这是否是故障的原因? 根据我所读到的文章,这里似乎出现了一些消极的瞬变。 是否仍然需要验证这是导致 LM5116故障的原因、例如以某种方式测量故障芯片?

我还注意到我们的 CSD19531Q5A MOSFET 226nC QRR 相对较高、这是否会导致负尖峰?  

  

HO、LO、SW (引脚20)、HB (引脚18)

根据 Excel 设计、我认为组件选择和布局应该可以、我也附上了这些组件 以供参考。


e2e.ti.com/.../0284.PCB.pdfe2e.ti.com/.../8345.Schematic.pdf

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    您好 Steven、

    从上升的 SW 电压到 LO 的 CDV/dt 耦合似乎很多。 如果低侧 FET 在短时间内导通、此振铃可能会导致轻微的击穿。高 Qrr 不起作用、因为它可能会增加 SW 上的振铃、从而增加到 LO 的耦合 (虽然您的 SW 波形看起来相对干净-请检查您是否在 FET 处进行测量、而没有探头带宽限制)

    一个减少这种情况的方法是使用栅极电阻器或与引导电容器串联的电阻器来减缓高侧 FET 的导通速度。 此外、如果 Vin-max = 48V、您可以尝试使用60V FET 以获得更高的效率/更清晰的波形(尤其是对于高电流设计)。 请注意、输入电容器必须靠近 FET -有关更多详细信息、请参阅应用手册 snva803。

    您可能需要检查 IC 的哪些引脚已损坏(例如 LO 或 HO)。 此外、请沿布局发送以供审阅。

    此致、

    Tim

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    非常感谢您提供的信息 Tim、这非常有意义。 您是否认为在 SW 输出上需要使用 RC 缓冲器/发挥作用? 我还想添加肖特基二极管来保护栅极驱动器引脚免受负电压的影响。 如果您能够快速查看我们的布局、原理图和 PCB 概览将作为 PDF 附加到上一篇文章中、这将是一件很棒的事情。

    此致、

    Steve  

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    您好、Steve、

    关键是使栅极环路面积尽可能小、从而更大限度地降低栅极环路电感。 例如、将 HO 和 SW 布线为平行布线、布线宽度大于20mil。 当输入电容器靠近 FET 时、布局看起来不错。 只需确保在功率级正下方的第2层上使用间隔非常小的 GND 平面(6mil 内部间距)。

    此致、

    Tim