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[参考译文] TPS1H000-Q1：过热时无故障诊断

admin
Guru**** 2468880 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS1H000EVM, TPS1H000-Q1

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/950759/tps1h000-q1-no-fault-diagnostics-on-overheat

器件型号：TPS1H000-Q1
主题中讨论的其他器件：TPS1H000EVM、

我在保持模式下使用 tps1h000、电流限制设置为850mA

请忽略原理图中的其他磁通。 出于所有目的和目的、我将介绍一种 UM4和 UM5在其输入端都具有3.3V 电压的情况。  当我将输出(Holding_Brake)加载到大约750mA 时、芯片会发热、大约30-40秒后、其中一个芯片开始暂时切断其输出。 这一切都很好、我将通过切换到 tps1h200并提供更多铜来解决这个问题。 但是、我看到的问题是、当芯片开始循环关闭其输出时、FAULT 引脚不会拉低、因此 MCU 不知道这个问题。

数据表(第15页和第16页)清楚地显示热关断应激活 FAULT 引脚、但我无法激活。 第16页的时序图显示了输出切换开/关、我已经确认了、但 FAULT 引脚永远不会变为低电平。 如果我对输出过载、电流将被钳制、并且 FAULT 引脚将拉至低电平。 如果我没有负载、则会检测到这种情况、并且 FAULT 引脚变为低电平。 因此、我可以确认 FAULT 引脚的操作以及 MCU 是否正确读取了该引脚。

为了清楚地说明、在我的问题场景中、负载永远不会达到 CL 引脚设置的限值、我认为芯片由于其1欧姆电阻而过热。 如果芯片在电流不受限的情况下过热、故障引脚是否不会拉低？

提前感谢

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    TI__Guru**** 2468880 points
    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。

    您好、Ermil、

    该器件的额定电流为1A、电流为750mA 时、您不应进入热关断状态。 请提供更多信息吗？ 您的工作环境温度是多少？ 除非布局有问题、否则不应导致热关断。 您是否还可以提供示波器屏幕截图、以确保故障引脚在事件期间不会变为低电平？

    此致、

    Kalin Burnside

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    TI__Guru**** 2468880 points
    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。

    您好、Kalin、

    这里是一些示波器迹线。 紫色表示电流、黄色表示故障信号。 环境温度为23C、但请记住、芯片根本没有适当的冷却。

    1 -开始。 一切都很棒、这是激活 UM5后的轨迹。 故障按预期过高。

    电流探头的电流测量存在一些噪声、但我已验证它在750mA 至800mA 下的读数是否正确。 随着芯片的预热、我可以看到电流缓慢下降50mA、这与导通电阻的增加是一致的。

    2 -芯片打开大约30-45秒后、我得到以下结果：

    如您所见、输出开始循环开/关、但故障信号保持高电平。 此时、芯片的塑料外壳测量值为90-100 C、我认为它实际上更高、因为我在将热电偶压住芯片本身时没有很好的接触。  我认为我们没有为该芯片放置足够的铜来散热、我认为它会进入热关断或热摆动保护、但为什么故障不会拉低？ 在下一次迭代中、我们将解决冷却问题、并将芯片更改为200m Ω 版本、但我需要了解故障信号的这种奇怪、因为它似乎与数据表相矛盾。

    3 -正如故障信号在其他情况下工作的证明一样、以下是尝试从输出中汲取12A 电流的波形：

    正如预期的那样、输出会切换、故障信号为低电平、因此信号和接线正常。

    我们非常赞赏您的任何见解、

    谢谢。

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    TI__Guru**** 2468880 points
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    Ermil、

    我在这里不理解的一件事是、器件如何在23°C 环境温度和750mA 负载电流下实现热关断。 该器件旨在能够在85°C 时支持1A 的标称稳定状态直流负载电流。 您的焊接布局是什么样的？ 散热焊盘上是否没有焊接覆盖？

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    TI__Guru**** 2468880 points
    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。

    散热焊盘已焊接、它会连接到内层上的接地层、因此我相信它不会有太大帮助。 它具有一些热质量、但无法通过 FR4消散。 此外、还有两个串联的芯片、它们非常接近、因此我确信中心接地层会很快地被热量饱和。

    最坏情况下的功耗为0.8A^2 * 2 Ω= 1.28W、因此外壳顶部至结温应为1.28 * 50.2 = 64.3摄氏度、如果外壳顶部测量的温度超过90度、则结温至少为150°C

    让我再次这样说、我正在重新设计设计以提供更好的冷却效果、这很好。 我需要了解芯片为何在不拉故障信号的情况下切断其输出。

    我甚至尝试打开另一个使用相同芯片的输出并使用热空气、使外壳温度超过150°C。 故障未拉至低电平。 如果芯片不在电流限制范围内、您确定故障信号将激活吗？ 数据表肯定会建议这样做。 我缺少什么吗？ 我还可以检查其他哪些内容、以说明看到稳定的0.8A 持续30-40秒、突然开始切换？

    我并不是很努力、但我的设计决策取决于芯片的工作原理、我只需要了解详细信息、作为工程师、数据表是我的圣经。

    非常感谢您花时间了解这一点。

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    TI__Guru**** 2468880 points
    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。

    Ermil、

    如果器件发生热关断或热振荡、则应将 FAULT 引脚驱动为低电平、无论电流限制是否跳闸。 故障表的数据表中记录了这一点：

    我已经安排了明天的实验时间、将 TPS1H000EVM 置于特定于应用的负载条件下的热流中、以重现此问题。 我将在测试完成后发布结果。

    为了更好地了解您的设计、您是否能够回答以下问题？

    • 您的电源电压被馈入 VS 中？
    • 将一个 TPS1H000-Q1的输出与另一个 TPS1H000-Q1的输入进行菊链的目的是什么？ 通常不建议这样做、因为如果第一个器件发生故障、第二个器件将断电(引脚的状态不可靠)
    • 负载上放置了什么？ 您是通过电子负载进行控制、还是使用物理组件来实现各种测试负载电流？

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    TI__Guru**** 2468880 points
    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。

    Timothy 和 Kalin、

    我找到了问题。 事实证明、UM4的 FAULT 引脚上有一个坏的焊点。 UM4首先过热(很有可能)，并切断了电流。 UM5实际上从未出现故障、CPU (和我测量布线)仅看到 UM5的故障信号。 一旦我在 UM4的 FAULT 引脚上固定了焊点、所有组件就会按照数据表开始工作。

    仅供参考、我将使用24V 电压为电路供电、并将电阻器用作负载。 除非我必须使用电子负载、否则我尝试不使用电子负载、因为有时会出现奇怪的高速负载变化。 我们以菊花链形式连接两个芯片的原因是为电路的该部分提供硬件冗余。 这是我们需要通过的安全标准中的一项要求。 如果两个控制信号中的任何一个关闭、即使电路的一部分发生故障、我们也有很大的负载关闭的可能性。 我可以处理软件中 UM5掉电的临时不确定性、并在需要故障信号时忽略该信号。

    非常感谢您的努力、我很抱歉将您送到这家野生鹅肉餐厅。 最后、芯片按预期工作、我们所要做的就是为其提供适当的散热。