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[参考译文] TPS63802:关于 TPS63802DLAR 损坏的可能原因和对策的建议

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: INA180, TPS63802, TPS63802EVM
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/895298/tps63802-advice-on-possible-causes-and-countermeasures-for-tps63802dlar-corruption

器件型号:TPS63802
主题中讨论的其他器件:INA180、、

我创建了一个电路、通过 TPS63802DLAR 的输出以恒定电流点亮灯泡。
TPS63802DLAR 将损坏。 我想就损害的原因和对损害采取的行动提出建议。

请参阅随附文件中的电路图。 电源5V 由 CN2供电。
TPS63802DLAR 的输出通过 R3连接到连接器 CN1、以进行电流检测、
CN1的另一个端子连接到 GND。
一个灯泡连接到 CN1。 灯泡的额定值为5V、1A。 R3上的电压
用于电流检测的是电流检测放大器 U2的 INA180A1IDBVR 输入。
U2的输出除以 R1、R4和连接到连接器 CN3的外部可变电阻器、
来自可变电阻器中心端子的信号返回到 CN3的 PIN2、
而 CN3的 PIN2电压则输入到 TPS63802DLAR 的 FB 端子。
通过使用固定电阻器和可变电阻器来分压、我们将尝试使用
当所需的电流流入灯泡时、通过向 FB 端子施加0.5V 电压来实现恒定电流。

在电路图中、TPS63802DLAR 的 EN 引脚连接到 GND、但实际上是电源
TPS63802DLAR 的电源电压通过电阻分压降低到1/3、并提供给 EN 引脚、
然后、当电源电压足够高时、TPS63802DLAR 将工作。

流经灯泡的电流约为0.5A 至1A。 电源通过打开
流过灯泡的电流最小化、电流值逐渐增加
照明之后、当电流达到大约1A 时、TPS63802DLAR 似乎会受损。
此时、TPS63802DLAR 的输出电压约为5V。
由于输出电压接近输入电压、我想它处于降压-升压模式
运行模式。 观察输出电压波形、可以看到噪声似乎在增加。

损坏后、即使再次打开电源、也无法恢复。
在电路图中、U2的功率来自 TPS63802DLAR 的输出、
但即使 U2的功率来自 TPS63802DLAR 的输入侧、症状也不会改变。

迄今尚未确定损坏的原因。
由于此类反馈、使用具有恒定电流的 TPS63802DLAR 是否合适?
或者在将灯泡用作负载时是否需要格外小心?
查看 TPS63802DLAR 数据表、可以看到它具有过压、过流和
过热保护、似乎不会破坏 easily.e2e.ti.com/.../TPECB_2D00_2915_5F00_RAMP_5F00_DRV_DE56EF8DF356_.pdf

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     尊敬的用户3958815:

    感谢您的联系。

    电流控制应该起作用。 您提到输出电压中存在噪声、因此可能是 PCB 布局不是最佳。

    1. 您能否向我们展示您的 PCB 布局? 如果这是敏感信息、您可以通过私人邮件将其发送给我。  
    2. 您是否能够在电源中的噪声增大时(TPS63802的 VIN 和 VOUT 引脚以及 INA180的 OUT 引脚上)绘制一些示波器图?

    此致、
    密耳

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    尊敬的 Milos:

    感谢您的回答。 当电源中的噪声增加时、我会向您发送 PCB 布局和示波器图。

    我尝试将连接到 TPS63802 VO 的电容器 C3从22uF 更改为22uF x2、似乎是这样
    TPS63802难以损坏。

    关于噪声、我认为 PCB 布局可能是原因、但我认为还有另一个原因
    损坏原因。 噪声是否会造成损坏?

    请向我提供建议的保护电路。

    此致、
    user3958815e2e.ti.com/.../6114.scope-plots.pdfe2e.ti.com/.../6082.PCB-layout.pdf

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    您好、user3958815、

    布局可能是导致器件出现问题的根本原因。 请查看 TPS63802数据表或 EVM 用户指南中提供的布局。 例如、您不应切断 IC 下方的 GND 层。 另一个问题是您使用的热性能。 它们会给您的设计增加很多寄生效应、但随着整个电路板的加热、实际焊接过程不再需要它们。

    我预计布局中的寄生效应会导致器件的输入和/或输出过冲超过绝对最大额定值。

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    您好、Brigitte、

    感谢你的建议。 我将重新设计电路板。  您告诉我不要切断 IC 下方的 GND 层。 我参考了 TPS63802数据表和 TPS63802EVM 数据表。 在 TPS63802数据表中、写入 AGND 和 PGND 未直接连接。  在电路板布局示例中、引脚3 AGND 和引脚8 PGND 未直接与 IC 下方的模式相连。 但是、在 TPS63802EVM 数据表中所述的电路板布局中、引脚3 AGND 和引脚8 PGND 通过 IC 下方的图形直接连接。 哪一项是正确的?  此外、我获得了 TPS63802EVM 板、并在 TPS63802EVM 板上测试了我的电路。  我发现没有发生 IC 损坏的现象。

     

    耳朵

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    尊敬的用户3958815:

    Brigitte 建议不要切断设备下方的 GND。 数据表建议不要将 AGND 直接连接到 GND、所示的布局显示了这一点。 器件下方有一个接地星点、并且输入/输出电容器的 AGND 引脚、PGND 引脚和 GND 端均连接到该器件。 在布局中、您没有接地星点。 相反、您使用的是更大的 GND 平面部分。 产生的循环电流会产生 GND 提升、从而导致噪声或不稳定。

    我建议复制数据表中所示的建议 PCB 布局。 将输入/输出电容器尽可能靠近器件放置、并将 GND 端、PGND 和 AGND 连接到器件下方的星点。 然后路由反馈网络以及其他所有内容。 以下是一些有关如何为开关模式转换器进行正确布局的通用指南、同样适用于降压/升压转换器:
    http://www.ti.com/lit/an/slva773/slva773.pdf 
    http://www.ti.com/lit/an/slyt614/slyt614.pdf

    此外、您似乎没有使用 PG 输出。 如果是这样、您可以移除 R2并使 PG 引脚保持悬空、或将其连接到 GND。

    至于噪声、您测量的振荡看起来更像是探头拾取、因为频率远高于转换器带宽。 一个原因可能是接地噪声。 另一个原因可能是使用长 GND 引线、这会在进行测量时产生较大的探针回路、请检查以下报告:
    https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2016/07/27/how-you-measure-your-ripple-can-make-you-or-break-you
    http://www.ti.com/lit/an/slva494a/slva494a.pdf (第3章)

    此致、
    密耳