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[参考译文] TPS92512HV：将 PDIM 脉冲设置为接近95%的占空比、并在电路板上发生爆炸

admin
Guru**** 2382480 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS92512HV
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/773491/tps92512hv-set-pdim-pulse-to-nearly-95-duty-cycle-and-something-blew-up-on-the-board

器件型号：TPS92512HV

之前、LED 每120Hz 脉冲一次1200us 的导通时间、没有问题(PWM 占空比=~14.4%)。  接地占空比高达95%、导致 TPS92512HV 或环流二极管在电路板上发热。  IC 的输出引脚现在测量对地短路。   

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    如果器件能够耐热(散热)处理您的工作条件、它应该能够运行100%占空比。 您的输入电压、输出电压和 LED 电流是多少？ 您的捕获二极管器件型号是多少？ 任何其他相关信息。

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    VIN = 48V
    VOUT = 38.1V (12个串联 LED、VF = 3.15V + 300mV Vsense)
    LED 电流= 2A
    连接到接地焊盘的四个过孔连接到接地平面
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    续流二极管器件型号是多少？ 占空比将为高电平、导通后降压转换器发生故障的时间有多长？ 如果它足够长、可以加热、您可以检查 IC 温度吗？  您的开关频率是多少？

    此致、

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    二极管器件型号为 Diodes、Inc B360A-13-F 启动后大约1秒发生故障。 LED 指示灯亮起、大约1秒后出现了卡嗒一声、指示灯熄灭。 电路板将不再通电。 电路板没有明显损坏。 所有 LED 均使用万用表上的二极管设置亮起、因此 LED 不会损坏。 IC 引脚10 (PH)与 GND 之间测得的短路。

    开关频率= 700kHz

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    似乎只有一秒钟时间让 IC 散热、但如果电感器开始饱和：根据前面的评论、您正在使用 IHLP 电感器。 您能否查看电感器电流波形？ 它在2.25A 时部分达到饱和状态。 或者尝试使用具有更高饱和电流的电感器。

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    我没有听到您的反馈，我认为您能够解决您的问题。
    如果不是、只需在下面发布回复(如果该线程由于超时而锁定、则创建新线程)

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    我希望在采购替换材料以测试电路板时继续解决此问题。
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    我没有听到您的反馈，我认为您能够解决您的问题。
    如果不是、只需在下面发布回复(如果该线程由于超时而锁定、则创建新线程)

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    我希望保持打开状态、因为我仍在尝试完成我的设计
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好、Irwin、


    如果我在 Rsense 上看到400mVpp 的纹波(0.15欧姆)、那么我是否要假设我的电感器纹波电流为2.67A？ LED 电流和电容器电流都流经 Rsense、因此如果我看到400mVpp 摆幅约为300mVDC、我的电感器纹波电流是否等于2.67App？
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好！

    您必须确保这是一个真实的测量。 它们可以指示放大并查看它是否是三角/锯齿波形。 噪声尖峰没有计数、并且可能由二极管恢复、二极管电容、MOSFET 电容、电感器绕组电容、示波器探针拾取的噪声(通过测量探针接地的 GND 进行检查)等许多因素引起 低电平信号有时很难获得准确的结果、因此请不要始终相信您在示波器上看到的内容、并对其进行验证。

    我忘记了补充、当我经常进行故障排除时、我会降低当前设定点以防止损坏、直至我知道情况正常。

    此致、

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    我使用示波器探头和极短的接地(例如弹簧探头)测量了相对于相邻接地节点的接地节点。  波形不是锯齿形。  噪声的频率与 fsw 相同、为700kHz。  请参见随附的。

    我的电路板是一个双层 FR4 PCB。  初级侧的所有组件。   

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    这里有两件事。 放大噪声尖峰以查看其外观。 由于这是一种闭环设计、因此噪声应相当小才能积分。 布局问题、开关和再循环环路中的电感环路可能会导致过多的噪声、例如这种噪声。 我可以看到三角波形、但它看起来在变化、这是不正确的。 如果 Vin 和 Vout 稳定、斜率不应改变。 开关也可能激发谐振。

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    此噪声在 PDIM 关闭期间消失

    我的 Vin 在 PDIM 导通时间之前保持稳定、在该时间内我会经历5-6Vpp 的纹波。  我在3x4电网中有12个 LED、因此环路是不可避免的。  我目前在2层 FR4板上、但现在将移至4层 FR4板。

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    上面的示波器图片不是5-6 Vpkpk 的纹波。 实际纹波看起来小于0.5Vpkpk。 电感器输出端附近的陶瓷电容器应消除噪声尖峰。 您必须弄清您要测量的内容。 放大并查看噪声尖峰频率是多少。 此外、通过查看纹波和不一致性、我可以确保接地环路没有测试设置问题。 此外、IC 的 IC 接地基准是否稳定、包括进入 IC 的组件？ 是否布置了电源路径、以便电源路径不会导致进入 IC 的组件出现问题？

    此致、
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    上面的示波器捕获是使用弹簧接地探针相对于附近 GND 节点测量的 GND 节点。 这似乎是我的 GND 网络中的噪声。

    此处未捕获我在输入电压线上遇到的噪声、我是在分享您对输入电压和输出电压稳定与否的评论。
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    我没有听到您的反馈，我认为您能够解决您的问题。
    如果不是、只需在下面发布回复(如果该线程由于超时而锁定、则创建新线程)

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好、Irwin、

    我正在等待您的回复。  我上次发送的图片是使用短弹簧接地相对于另一个相邻接地节点测量的接地节点。  这对我来说表明、当我对 LED 进行脉冲时、我的接地平面中存在大量噪声。

    你同意吗？

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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    很抱歉、没有意识到您正在等待回复。 如果这是真正的测量、您必须查看布局以确定这是否会影响操作。 如果该信号是真实的(不是在探头环路或其他测试设备中拾取的干扰测量的信号)、则看起来不是很好。 电流感应是一个低电平信号以及其他进入该 IC 的信号。 您的布局应在 IC 上具有实心接地、并且没有电流流流过以 IC 控制引脚为基准的元件的接地。 最好降低电流以查看电路是否正常工作、或按住 EVM 进行试用。

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    我想重申一下-上面看到的噪声是在我的开关频率下(700kHz、尖峰之间的较大时间间隔对应于我的占空比 Vo/Vin = 38.1/48、而尖峰之间的窄时间为1-D)。 在 PDIM 关闭期间或当我完全禁用 LED 运行时、此噪声消失。

    LED 电流路径在 PCB 顶部运行、底部有一个接地平面(2层 PCB)、但 LED 下方有很大的接地空隙。 这是否是在 LED 运行期间噪声耦合到接地层的机制？
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好、Irwin、

    我查看的是 EVM 原理图。 它们的规格为 OUT Vin = 48V、Vout = 5-25V、L = 33uH、Fsw = 570kHz。 这些数字与数据表不符。 数据表说明了如何使用公式18计算电感、该公式具有最低 Vin 和最高 Vout 以及75mA 的 IRIPPLE。 使用上面的 Vin 和 Vout 以及570kHz 和 IRIPPLE = 75mA、我计算出280uH 电感器、而 EVM 使用33uH 电感器。 在这种情况下、33uH 电感器应产生637mA 的纹波电流。

    这非常令人困惑。 数据表显示 IRIPPLE = 75mA、EVM 的 IRIPPLE 应为637mA、数据表中的示例应用的 IRIPPLE 为89mA (公式34)

    我非常困惑、我应该针对哪种纹波电流来调整应用中的电感器尺寸、因为现在我正在努力根据 Vout=38.1V 和700kHz 的 Fsw 将100uH 电感器安装到我的设计中。  由于我希望通过 LED 运行2A 电流、因此当饱和额定值发挥作用时、100uH 电流将变得非常大。   

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    您好 Brian、

    在我继续操作之前、相邻接地的测量接地是什么？ 它是否甚至与 IC 相关、您测量的是什么？ 如果不影响电路运行、则接地平面中的空隙是可以的。 如果 LED 两端有一个输出电容器并且其位置正确、则 LED 布局不应太重要、因为它将看到大部分直流电流。

    我建议您使用 EVM 进行测试、以便您可以消除布局问题。 您还可以显著降低 LED 电流、以防止损坏、查看其运行是否正常。

    我不确定开关频率占空比与此问题有何关系。 如果 PWM 关闭、我希望开关噪声消失、如果它打开、我希望看到一些开关指示(由于测量可能不是真实的噪声尖峰)、 另一个噪声可能是一个问题、具体取决于它在接地路径中的位置。

    此致、
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    我的 Rsense 通过一个过孔接地。 该测量是在 Rsense 焊盘接地、示波器探针的接地引线连接到过孔上进行的。 接地过孔位于距离 Rsense 焊盘约4mm 的位置。

    我无法使用 EVM 进行测试、因为我们在一个月内有合规性截止日期。 我现在需要达到这个的底部。

    我只提到开关频率、因为我想演示噪声的行为与稳压器的开关特性非常相似、并且不会有被示波器拾取的杂散。

    我非常想了解为何数据表建议我将 IRIPPLE 的电流目标定为75mA、而 EVM 不是。
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    您好 Brian、

    请重新阅读、它未说明目标 IRIPPLE = 75mA；"峰值电感器电流为
    用于电流模式控制、为了保持良好的信噪比、建议使用峰值峰值
    纹波电流(IR 公式18)大于75mA、可确保可靠运行。 这允许进行控制
    系统即使在最低输入电压下也能获得足够的电流信号。"。 它指出、为了正确运行、至少应该有75mA 的纹波。 这些计算是指导原则。 我计算出48V 输入和25V 输出时的纹波为0.6A、这是40%的纹波、这是合理的。 设计取决于最终应用是什么、如果需要非常小、开关频率和纹波将很高、以保持电感器较小。 设计选择会影响您的设计需要做什么、设计是否需要很小？ 它是否需要高效？ 它是否需要价格低廉？ 您可以使用两种完全不同的设计来驱动2A。 如果您不需要低纹波电流、则应减小电感器值。

    您可能只需尝试使用 EVM 来查看它是否接近您想要执行的操作。

    此致、
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    TI__Guru**** 2382480 points
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    您好 Brian、

    我不确定我是否相信示波器信号、如果4mm 迹线上有这么多噪声、则情况并不正确。 RCS 迹线的宽度是多少？ 电路板的铜重量是多少？ 过孔的尺寸是多少？

    我假设您知道转换器的开关会产生 di/dt、这也会产生示波器通过探头/探头环路拾取的 dB/dt？ 探头不会拾取随机噪声、而是 LED 驱动器或测量附近的任何其他高 dv/dt、di/dt 信号产生的噪声。

    数据表不建议这样做、它只是指出、由于 IC 中的电流感应方式、您希望目标电流纹波高于75mA。 请重新阅读该部分。

    此致、
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    您好 Brian、

    这已从 e2e 中分离出来、以获得直接帮助。

    此致、