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[参考译文] LMG3410R070:器件在运行期间出现故障

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: ISO7831
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/861390/lmg3410r070-device-failed-during-operation

器件型号:LMG3410R070
主题中讨论的其他器件:ISO7831

我们使用 TI 的基准设计了一个使用 LMG3410RO70的半桥模块。 我们将其用于同步升压转换器运行。 我们使用开环配置对其进行了测试。 当输入电压低于30V 时、它工作正常。 但是、当我们将电压增加到30V 以上时、上部器件未正确打开、并且通过进一步增加10个以上的电压、上部器件发生故障(未从 GaN 器件内部的 LDO 获得5V 电压)。 请查找 GaN 半桥原理图和器件电压波形的附件。 在波形中、您可以看到在导通期间电压电平发生了变化。

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    Jidhun、您好!

    感谢您联系我们。 我们将研究原理图、并在一天内回来。  

    绿色信号也是输入信号吗?

    此致、

    您好

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    Jidhun、您好!

    这是对前一份答复的后续答复。 假设绿色曲线是输入信号、则信号噪声过大、因为可能会发生接地弹跳而意外导通。  

    查看原理图、TME1212S 组件应提供所需的隔离。 C42、C24、C41、C25是不必要的、可能是接地反弹的原因。 尝试卸下这4个电容器,查看是否有相同的问题。

    此致、

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    张您好、

    感谢你的答复。

    绿色信号是 LMG3410的输入、黄色信号是器件上的电压。 此处是我们使用单端探头测量的绿色信号、黄色信号是通过差分探头测量的。

    但是、我们在不只连接这些电容器的情况下测试了我们的系统。

    此致、

    Jidhun

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    Jidhun、您好!

    如果您在右圆圈前面查看电压波形、则它略低于接地电平、并且低侧 FET 可能处于第三象限运行状态。 第三象限运行将具有~7V 压降、这将产生大量损耗和热量。 重复的高损耗和高热量可能会导致 FET 发生故障。 同时、如果您在该时间段内查看相应的绿色信号、则该信号在应该为高电平时为低电平。

    以下是我提出的一些建议:

    1.使用热耦合/热像仪监控 FET 的温度。 标称最大工作温度为125°C。如果过热、器件可能会发生故障。

    2.探测来自信号发生器和器件 IN 引脚的输入信号、并检查信号在何处出现异常行为。 检查高侧和低侧 FET 的输入生成电路。

    此致、

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    海张

    在这里、我要附上两个图、

    1.图 1两个脉冲、黄色一个是上部器件脉冲(LMG 的输入)、您可以在这里看到脉冲的变化。

    图2两个器件的 LDO 电压、其中粉红色表示器件电压上限、黄色表示器件电压下限。 粉色的一种表示存在大量失真

    原因可能是什么?

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    Jidhun、您好!

    对于输入信号、从原来的图中可以看出、低侧 FET 信号表现异常。 在这篇文章中、您说是高侧信号具有这种行为。 您能对此进行澄清吗?  

    正如我在上一篇文章中提到的、您可能需要沿路径探测 IN 信号:在隔离器之前和隔离器之后。 如果在隔离器之前发生这种情况、则是主板产生的信号的问题;如果信号在隔离器之前是正常的、但在隔离器之后表现异常、则是隔离器问题。

    2.对于 LDO 信号、粉色信号似乎在升高和降低。 由于流经的电流仅为几 mA、并且有一个电容器与 LDO 连接、因此不应发生这种情况。 这很可能是测量问题。 请检查您正在使用的差分探头。

    此致、

    您好

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    尊敬的 Yichi:

    我们仅在高侧 FET 中遇到问题。 您可以看到、脉冲没有正确切换。

    2.您可以看到来自高侧 FET 的 LDO 电压(第二个图中的粉色电压)显示出升压和降压。 但低侧 FET LDO 电压是稳定的(第二张图中的黄色图)

    我们都只使用差分探头进行测量。

    该脉冲失真仅在隔离器之后发生。

    此致

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    Jidhun、您好!

    我建议您尝试以下操作:

    尝试使用0总线电压并探测 IN 引脚和 LDO。

    • 如果仍有相同的问题:

    尝试更换 ISO7831和/或 LMG3410器件并再次测试。

    • 如果在0总线电压下没有相同的问题、

    将 TME12S 器件替换为 MEJ1S12SC。 数据表。 您当前使用的转换器具有过大的隔离电容器(60pF)、可能会导致接地反弹。

    谢谢、

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    您好、您好、Yichi、

    • 在0总线电压时、所有信号都正常。
    • 当总线电压高于30V 时、信号会失真。
    • 下图显示了上部器件的输入脉冲(黄色一个)和故障信号(粉色一个)。 在这里、当输入电压大于30V 时、我们将获得故障信号。 获得此类故障信号的可能原因是什么?

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    Jidhun、您好!

    有三种可能触发故障:过流、过热和 UVLO。 在这种情况下、UVLO 很可能会被触发。 同样、这可能是我之前提到的接地反弹问题、导致上部器件无法获得所需的电压。 您是否尝试 使用 MEJ1S12SC 替换直流稳压器 TME12S?

    此致、

    您好

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    尊敬的 Yichi:

    我们已使用建议的器件型号(MEJ1S12SC)测试了我们的系统、但同样存在相同的问题。

    此致、

    Jidhun

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    Jidhun、您好!

    您能否分享高侧 GaN 附近的布局? 如果布局未得到优化、来自 PCB 的寄生电感和电容也可能导致意外噪声。

    此致、

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    您好、您好、Yichi、

    请查找随附的布局文件以供您参考。 请验证 it.e2e.ti.com/.../Layout-of-Half-bridge-GaN-Module.pdf

    此致、

    Jidhun

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    Jidun、您好!

    布局存在几个导致高侧 PWM 噪声的问题:

    • (产生噪声的主要原因)高侧器件及其周围 R/C/L 下方没有屏蔽多边形(连接到 VSW) 高侧 PWM 具有从 GaN 的 VSW 到 VSW 再到隔离器的大型接地回路。
    • 在高侧 GaN 下、有一个多边形连接到电源接地、而不是高侧信号接地。 多边形无法帮助实现信号屏蔽、但会将 CM 噪声添加到低侧信号中。
    • 请参阅我们网站上的 EVM 作为布局指南。

    此致、