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[参考译文] WEBENCH®︎工具/TPS63806:加热并无原因发生故障。

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS63806
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/907185/webench-tools-tps63806-heating-up-and-failing-without-reason

器件型号:TPS63806

工具/软件:WEBENCHRegistered设计工具

您好!

接下来是我用于为具有4V 输入的 IC 供电的电路、它可能具有一些2A 峰值的功耗、这是使用 WEBENCH 工具设计的:

MODE 引脚连接到 VDD (3.7锂离子电池)、因此它应根据功耗在 PFM/PWM 两种模式下工作。

我的问题是、它毫无理由地开始变热、而且很难保持在3.8V (低于所需的电压、但对 IC 有用)、看起来它不能提供任何东西。

此外、经过一段时间后、它在输出端变为某些 mV (例如短路)、没有理由。

我认为最好的解释是 ESD 问题、因为它"接触"了 TPS63806、但在烧毁了其中的一些 TPS63806并且非常小心不要触摸它仍然失败。

有什么想法为什么?

此致、

P

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    您好、Pablo、

    此类问题通常由 PCB 引起。 您能否根据数据表中的建议查看您的 PCB? 输入和输出电容器的位置非常关键。

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    您好、Jasper、

    PCB 布局与其数据表中推荐的布局完全相同。

    我想我在这里不会错。

    编辑:在这里、我要离开我正在使用的布局。

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    您好、Pablo、

    输入电容器和输出电容器在哪里? 哪一个应靠近 IC?

    布局与原理图不匹配。 IC 是 U1而不是 U22

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    您好、Jasper、

    布局对应于 PCB 上的另一个稳压器、具有相同的 IC、相同的布局、但不同的反馈电阻器。

    总之、这里是与确切原理图相对应的布局:

    其中 C51是10uF 输入电容器、C52是100uF 输出电容器。

    有什么问题的想法吗?

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    您好、Pablo、

    布局与数据表不同。 输入/输出电容器之间的接地线迹要长得多。 您能否尝试旋转电容器以缩短接地线迹、并再次检查问题是否得到解决。  

    您是否还检查了电感器是否足够好?

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    您好、Jasper、

    我对它们进行了一些分离、因此无需使用通孔将电感器连接到 IC、因此可降低 EMI 辐射。 我保持连接电容器的厚度、以便布线电阻较低、寄生电感不应大得多。

    我无法通过任何方式更改电容器位置、使其更靠近接地节点、电感器应该足够好、如果我不错、则是 WEBENCH 工具选择的电感器:

    您是否知道/设计出任何与 IC 完美配合的布局、即总覆盖面积较小?

    此致、

    P

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    您好、Pablo、

    您无需添加过孔、L1、L2与电感器的布线可能会位于电容器下方。  

    此外、我建议找出观察结果的根本原因。 我们可以在找到根本原因后考虑解决方案。

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    您好、Jasper、

    我不确定在电容器下方添加布线、因为这是高电流布线、电容器很小(0603英制尺寸)、所以我担心布线的可靠性。

    另一方面、IC 可能会通过其自身的 EN 引脚引起短路、这是什么情况? 由于这是另一个具有相同 IC 的直流/直流稳压器唯一的区别、而且该稳压器不会烧坏、因此这两个稳压器会发热很多。 还建议添加散热器或其他东西?

    根本原因尚不清楚、这就是我询问布局是否有问题、或者为了更改/改进直流/直流稳压器、该怎么办。

    此致、

    P

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    您好、Pablo、

    让我们首先找出根本原因、然后再提出解决方案。   

    请在当前 PCB 中进行实验。 将输入/输出电容器旋转90度、并将其放置在电感器和 IC 之间、以使接地线迹短路。 这不是一个硬实验

    (请在新电路板上电之前在新电路板上进行此类实验。 否则、在实验之前可能会损坏 IC)

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    您好、Jasper、

    我尝试了您所说的内容、我有两个有趣的结果。

    首先、我采用了一个"全新"的 PCB 并旋转了电容器、将它们连接到 IC 和电感器之间的引线上、这里开始了有趣的事实。 我连接了电路、看起来工作正常、我在没有负载的情况下获得了相当稳定的4V 电压、并且它没有加热、 如果我在另一个新电路板上尝试了相同的解决方案、我意识到我在两个电容器之间连接了两个电容器、但没有将该点接地、这里是第二个结果。

    将电容器接头接地时、IC 会加热、可能会烧坏、当然不会看到更多的4V 输出。

    您认为问题出在哪?

    此致、

    P

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    您好、Pablo、

    我不太理解您的修改和观察结果。 您能否在可能的情况下共享图像。

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    您好、Jasper、

    下面是与我做过的(误)工作原理图等效的原理图:

    如下所示:

    在输出端测量的电压为:

    我不确定在输入和输出之间使用电容器作为反馈的布局中会发生什么情况、我想、在某种程度上、会向后补偿纹波、并且与反馈一起保持电压受控、无论如何、我很确定这不是它应该采用的工作方式。

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    您好、Pablo、

    不是、这不是正确的方法。 如果这两个电容器的连接点接地、实际上仍是串联的。  

    如果两个电容器都接地、您能帮助测量 VIN、L1、L2和 VOUT 波形。

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    您好、Jasper、

    Vin 波形是恒定的4.7V - 4.8V、关于您要求我提供的其他波形、它们都是0V 恒定信号。 我将两个电容器的接头接地、IC 会自行烧坏。

    另一方面、我没有太多的时间来讨论/找出解决方案、是否有任何布局或示例电路您确定它可以正常工作?  

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    您好、Pablo、

    您可以应用 EVM 作为参考吗? 该布局还可以参考 EVM https://www.ti.com/tool/TPS63806EVM 

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    您好、Jasper、

    您对下一个布局有何看法?

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    巴勃罗

    请将输入 C51和 C52彼此靠近并靠近 IC、以便尽可能减小输入和输出环路的布线。

    2.我没有意识到您将 PGND 和 AGND 分开、也没有在本地连接它们。 如果您没有 GND 面板来连接所有接地端、请仅在 IC 下连接 AGND 和 PGND。  (不确定这是否也是电流观测的根本原因)

    请尽量缩短 FB 走线。 FB 面积在当前布局中过大。

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    您好、Jasper、

    1.我将 C51和 C52尽可能靠近、按照您告诉我的方式连接到实际电路板上。

    2、PGND 和 AGND 是在电路板中的星型 GND 上连接的。

    FB 走线越短越好、如果我尝试将分压器上的电阻器放置得越近、就会使组件的"禁止"参数变得越混乱。

    我们是否可以同意我提出的布局应该起作用?

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    您好 Pablo、

    请显示 PGND 和 AGND 连接、因为如果它们之间的距离太远、器件的运行方式将不符合预期。

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    您好、Brigitte、

    下面是我的下一个电源原型的布局:

    图片右下角的四个过孔是所有接地的地方(星形地)

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    您好 Pablo、

    请直接在 IC 上连接 AGND 和 PGND。 这种情况太远、无法实现最佳性能。

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    您好、Brigitte、

    这样的东西应该起作用、对吧?

    另一方面、

    如果我在许多点上将它们连接在一起、那么不同接地路径的用途是什么?

    我只将反馈和使能电阻分压器连接到 AGND、因此只要它们具有良好的接地层并且两个接地端保持相同的电压、就不应影响性能、对吧?

    德州仪器是否有任何文档或说明如何设计良好接地的内容?

    此致、

    P

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    您好 Fabio、

    如果将 C51和 C52移至更靠近 IC 中心和更靠近 IC 的位置、则可以进一步减小输入电容器和输出电容器的布线。  

    有关布局和、请参阅  https://www.ti.com/lit/an/slva773/slva773.pdf 和 https://www.ti.com/lit/an/slyt614/slyt614.pdf 

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    您好、Jasper、

    我无法在不处理 CAD 的禁止层的情况下将 C51和 C52放置得更近、此外、布局看起来与评估板布局非常相似、但没有可降低 EMI 的通孔。

    你能不能向我展示一下、因为我不明白如何将它们放置得更近、意味着什么。

    此致、

    P

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    您好、Pablo、

    在 EVM 中、C1和 C6非常接近。 实际上、电容器焊盘的16~20 mil 距离就足够好了。