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[参考译文] TPS62290:稳压器在 SW 引脚和 GND 之间以热阻和极低阻抗运行

Guru**** 1658350 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS62290
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/832356/tps62290-regulator-running-hot-and-very-low-impedance-between-sw-pin-and-gnd

器件型号:TPS62290

您好!

我们在设计中一直使用 TPS62290DRVT 作为功率级组件、通过 USB 3.0连接从5V 电源输入获得1.8V 输出、从而提供25mA (正常运行期间)电流。 该设计已发布供生产、在第一批生产电路板中、我们有两种坏板运行热、并在电路板的 SW 节点和 GND 之间测量非常低的阻抗(16欧姆和55欧姆)的情况。但是、 我们在其他引脚(GND 除外)与 GND 或 Vin 与 SW 之间没有短路或低阻抗。

两个坏板的输出接近1.9V、而不是标称1.8V。 我们在坏板和好板(工作板)中探测了 SW 节点、并附上了屏幕截图供您参考。

我们的设计是由 USB 供电的产品、并将 USB 提供的 VBUS 连接到 TPS62290的 VIN。 我们已附加设计的电源部分快照和 TPS62290DRVT 布局以供您参考。

我们还在 TI 社区中介绍了几个描述不同器件型号中类似问题的其他门票 但我们无法找出此问题的确切原因。

需要注意的是、在原型设计阶段、我们已经放置了多个单元进行长期测试、并且已经完成了大量的插拔/拔插操作、因为这是一款 USB 供电产品。 尽管如此、我们仍未发现稳压器运行过热。

我们只看到了两个案例、但我们不确定这是否是批次中其余电路板的潜在问题。

请将此作为优先事项并尽快告知我们。 目前,我们已进入下一批生产的一半阶段。

Balaji

e2e.ti.com/.../Waveforms-_2600_-Design-Files.zip

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    您好!
    我检查了您的原理图和布局、它们看起来不错。 我只能在布局中看到输出电容器具有较长的接地路径、但我认为这不是导致故障的根本原因。 从示波器图(不良电路板)可以  看出、低侧晶体管似乎因电气过载而受损、从下冲和 SW 节点波形的小平坦区以及测得的 SW 和 GND 之间的小阻抗值可以看出。 您是否保护了输入?

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    尊敬的 Alfonso:

    感谢您的回复。  

    关于您的问题、我们在5V 和 GND 之间提供了一个 ESD 二极管(原理图中的"D1")。您可以在共享的原理图中找到相同的二极管。 该二极管靠近稳压器和 USB 连接器放置、如我先前分享的布局图所示。 我是否为您的问题提供了澄清?

    Balaji  

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    您好!

    感谢您的回复、但似乎即使具有保护功能、过压也会损坏器件。 有时 、由于 USB 的插入/拔出、TVS 二极管的速度也不够快、无法在快速瞬态期间保护器件。 输入端是否有长导线、会引入可能会增加过压的寄生电感?

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    您好!

    感谢您的回复。

    我们的器件通过 USB 3.0 Micro-B 转 Type-A 电缆(~1m)连接到 USB 主机。 我们已将1.8V 稳压器放置在 USB 连接器和保护组件附近、正如您在前面分享的原理图和布局快照中看到的那样。  

    此外、如果这种损坏可能是由于插入/拔下 USB 电缆造成的、为什么稳压器的 VIN 引脚无法损坏、因为瞬态必须通过该引脚才能影响 SW 引脚?

    请告诉我们。

    Balaji

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    您好!

    如前所述 、电缆会引入寄生电感、即使在毫秒内也会产生更高的过压。 从原理图中可以看出、Vin 连接到高侧 MOSFET;如果该 MOSFET 导通、则低侧 MOSFET 的漏极(SW 引脚)处可以有 Vin +过压。 此时、如果过压超过绝对最大额定值、器件将损坏。

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    您好!

    感谢您的回复!  

    但是,我需要进一步澄清以下问题。

    1) 1)如前所述、VIN 处的电压瞬态必须通过 FET 到达稳压器的 SW 引脚。 话虽如此、VIN 也必须损坏、因为 VIN 和 SW 的绝对最大额定值相同。 此外、当 EN =高电平时、似乎有一个软启动特性、根据这个特性、输出上的电压必须在输出上逐渐上升。 您能告诉我们吗?

    2) 2)根据 TI 的应用手册(http://www.ti.com/lit/an/slva494a/slva494a.pdf),SW 引脚的绝对最大额定值为直流额定值。 根据我们的底纹、如果对 SW 引脚施加的外部源幅度超过 SW 节点的绝对最大值、则其可能会损坏。 由于寄生电感不能被视为恒定源、我们不确定这可能是导致故障的原因。 请告诉我们您的想法。

    3) 3)在不良电路板的波形中、我们可以看到良好电路板的波形中不存在的关断时间内的不良开关(短时超高脉冲)。 您能否告诉我们为什么在关断时间中间出现这个额外的脉冲? 我们确实知道稳压器内部电路可能会损坏、但我们认为了解额外脉冲的来源可能会为我们提供有关故障事件的一些线索。

    请告诉我们您对此有何看法。

    Balaji

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    您好!

    从波形和 SW 引脚与 GND 之间的低阻抗中 可以明显看出、低侧已损坏。 遗憾的是、很难理解此类事件之后器件的行为、因为这可能是什么。 例如、从 SW 节点的示波器图中、您可以看到负过冲显示了低侧体二极管的导通。 关断期间的峰值可能 是 由不同的原因引起的;可能是过压 也会损坏栅极驱动器。 关于绝对最大值、您会得到的结果仅为直流值。 通常、交流电值稍大、并且在几纳秒内有效。 如果您有进一步的问题、您可以通过以下电子邮件与我联系: a-furio@ti.com