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[参考译文] LM5060:OVP 跳闸时 IC 故障(&G);60V

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5060EVAL, LM5060
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/913976/lm5060-ic-failure-when-ovp-trips-60v

器件型号:LM5060

我们有一个可严格复制 LM5060EVAL 设计的电路板。

我们的 OVP 略高、为62V。  当我们将电压升高到该阈值时、LM5060会正确跳闸并关断 FET。  但随后它继续让它冒烟... 引脚2 (VIN)的明显损坏。

我们已经尝试了很多东西、但对这里发生的事情却是一种损失。  以下是我们的原理图摘述:

我们已经完成了数十个 LM5060的工作、试图解决这一问题。  负载的问题似乎更严重、但这不是必需的。  当发生 OV 跳闸且电感反冲仅为几伏时、我们有+VIN 和+VMAIN 的示波器捕获。  另一个可能的线索是、nPGD 信号(100K 上拉至12V)会进入2N7002 FET 的栅极、该 FET 通常在故障后损坏。  当 LM5060发生故障时、较高的电压可能会漏电 nPGD?

但最奇怪的观察结果也是最具可重复性的:当+VIN 升至63V 时、全新的电路板首次尝试熔断。  然后、我们更换 LM5060、电路板永远保持良好状态。  新型 LM5060始终能正常工作、并且绝不会再次出现故障。  我们不能对这一看法作出解释,但它已经重复了很多次。  这有什么意义吗?

谢谢!

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    您好 Jason、

    很遗憾听到这个消息。 您能为完整原理图(除上面所示之外是否还有任何其他输出电容)、布局提供帮助。 此外、在 OVP 事件期间共享 Vin、Vout、GATE、nPGD 的测试波形。 请参考 LM5060器件接地进行捕获。

    此致、Rakesh

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    Rakesh、

    这里有一个更大的原理图-我不确定我是否可以公开分享这个馈送的直流/直流降压转换器设计、因此我已经从这个 sch 中删除了这个设计、 但我确实保留了8x 10uF 1210陶瓷电容器作为该转换器的输入电容器-它们也是 LM5060电路上的输出电容器。  这还显示了到2N7002 FET 的 nPGD 连接、以及到+12V 的100K 上拉电阻。

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    Rakesh、

    下面是布局的一小部分:

    我们意识到、这没有按照数据表建议的布局正确接地。  GND 平面中有几个单独的 GND 过孔。  我们确实尝试提升 C8 (VIN)的 GND 侧并将其接线至 C35的 GND、以确保 VIN 旁路电容器与 IC 以相同的 GND 点为基准、但这不会改变任何行为。  这种布局差异能否解释故障?

    请注意、布局中所示的 D4未加载(连接到计时器引脚)。

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    这是过压跳闸时的 VIN -探针为交流耦合、但跳闸点的直流失调电压为62V。  黄色表示原始+VIN 至 GND、品红色表示输入缓冲电容(通过1 Ω 电阻器进行滤波)。   

    我将努力获取您请求的其他信息、但其中是否有任何信息会为您提供任何想法?  谢谢!

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    您好 Jason、

    感谢您提供详细信息。 关断期间 Vin 上的反冲电压仍低于器件的绝对最大额定值。 我可以认为、在输出电容发生 OVP 事件期间对器件施加应力的一个原因是数据表"8.2.1.2.9大负载电容"部分中所述的从 OUT 到栅极的放电路径。 但是、它与您观察到的 Vin 引脚故障无关。

    您能否共享这些捕获、如果没有任何异常、我们可以计划获取用于调试和 FA 流程的电路板和单元。  

    此致、Rakesh

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    Rakesh、

    这是 OVP 事件的捕获。

    • 黄色:+VIN
    • 品红色:输出电压
    • 蓝色:门
    • 绿色:nPGD

    这里一切看起来都很好。

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    Rakesh、

    我们征求了您对输出电容放电路径的意见、尽管您说过它与 VIN 引脚故障无关。

    我们首先简单地移除了两个较大的180uF 电解电容器-不再出现 OVP 故障。  我们重新安装了两个电解电容器、在第一次 OVP 跳闸时失败。  这似乎是这样的。  在62V 电压下、80mA 放电的热电流为5W、一个批次、Cout =~400uF 时、持续时间长、线性压降超过~300ms。  这几乎是1J 的能量、对于 IC 封装而言可能太大。   

    数据表建议向 VOUT 添加串联 R 以解决此问题、但我们不想这样做、因为这会导致超出 VGS 并损坏 FET -栅极将被拉至漏极以下、远高于+/-20V 最大值  我觉得数据表中的建议不是一个安全的解决方案。

    相反、我们计划在 FET 之后移除两个电解电容器、但在 FET 之前安装其中一个电解电容器-我们的测试表明、无论如何只需要一个电解电容器。  这似乎是向前推进的良好解决方案。   

    感谢您对输出电容放电路径的建议!

    Jason