[参考译文] TPS43060：过热

您好、Hugh、

感谢您发帖。  我们将在接下来的几天内对此进行研究、并返回给您。

同时、您是否会向我们展示一些重要波形、如 LDRV、SW 和 VOUT？

谢谢、

Youhao

您好、Youhao、

感谢您的回复。

下面是一些波形。 输入电压约为25V、输出约为35V。 输出电流约为200mA。 IC 的运行温度约为60C - 70C (相当热)。 一个良好的芯片在大约35C 的温度下运行。

此致、

嗯

您好、Hugh、

感谢您提供信息。 波形看起来正常。  您的电路似乎在深度 DCM 下运行。  您可以考虑增加电感、以将运行移至 CCM 以实现更高的效率。   

我回顾了您的布局、虽然您可以为输入电容器接地多边形添加更多过孔、以降低输入和输出之间的接地阻抗、但它看起来还不错。  

当您说"一个良好的芯片在大约35C 下运行"时、您是否意味着几个器件会出现此 IC 过热问题？  您已经构建了多少个、有多少个存在此类过热问题？   

谢谢、

Youhao

您好，Youhao，

我们有大约15个原型 PCB、每个 PCB 都有2个 TPS43060 IC、可提供2个35V 4A 电源。 在15个电路板中、大约8个电路板至少有1个 IC 出现故障。 电路板看起来很好、直到将电源加载到4A 左右、空气温度约为40C、IC 外壳温度约为80C - 85C。

我发现在2个 IC 上、10U 16V 电容器上的电压从大约7.5V 降低到仅大约4V、并且2R2欧姆电阻器上的压降大约为110mV、因此 VCC 电源看起来处于电流限制状态。 我发现在这些 IC 上、SW 和 BOOT 之间的内部电阻已降低到大约100欧姆(通常大于100k)。  在其他 IC 上、2R2电阻器上的电压约为25mV、VCC 电源介于6.5V 和7.5V 之间、看起来正常、但它们以最小的负载运行时温度很高(通常约为70C、空气温度约为20C)、而在这种情况下、它们的运行温度约为30C。

我在20°C 时测试了1个 PCB、可以将电源加载到4A、不会造成损坏、IC 外壳温度达到大约65°C 的最大值。  当我将 PCB 放置在环境室中的45°C 时、IC 外壳温度达到大约83C - 86C。 两个35V 电源仍然正常工作、但当我将 PCB 冷却至大约20C 时、一个 IC 现在以51C 运行、另一个 IC 在大约71C 无负载运行、如前所述、它们都以大约30C 的温度运行。 IC 在保持运行时似乎未达到165C 的热关断阈值。

因此、当 IC 外壳温度超过65°C 时、IC 似乎会受到某种程度的损坏。

此致、

嗯  

我们测量了 SW 和 BOOT 之间的电压(例如、在100N 电容器上)、它有时超过8V 的最大电压(在某些情况下高达大约15V)。  我添加了2个4R7电阻器(IC 数据表中的 Rcharge 和 Rldrv 如下所示)、以防 IC 受损。 下面显示了改进后的波形。

由于我们上次在大约一年前的其他产品上使用此 IC (没有明显的问题) 、因此我们将电感器从 Coilcraft XAL7070-562ME (5.6uH 13A)更改为 XAL1010-562ME (5.6uH 23A) 为了减少线圈的热量、但这可能会增加振铃等、因为线圈的电阻约为一半(7m Ω 与14m Ω)、我将很快尝试另一个线圈、看看它的作用是什么。

我们还将 BSZ100N06LS3G FET 用于两个 FET。 工作台仅为高侧 FET 展示了这一点。 我不确定该 FET 是否被视为"低 Qg、低电压阈值器件"。 它与列出的其他 FET 似乎没有那么大区别。  

当从电源汲取最小电流(<50mA)时、IC 的温度约为25°C (室温约为20°C)、因此几乎不会发热。 但是、当35V 电源上的负载增加到大约300mA 时、IC 的温度增加到大约45°C 至50°C。  当电流达到4A 时、温度不会高很多。 由于它只是控制器 IC、我不知道为什么增大负载电流会导致 IC 以更高的温度运行(FET 或线圈不会对其进行任何程度的加热)。 我假设发热是由于 LDO 稳压器将电压从25V (VIN)降至7.5V (VCC)、因此如果不消耗大量电流来达到高温状态、则会产生很大的影响。 看起来我可以使用单独的电源(例如12V)来运行 VIN、这样可以减少热量。

您好、Hugh、

感谢您提供信息。  请注意、数据表中的绝对最大额定值为绝对最大额定值、不应超过这些值。

当低侧 FET 导通时、SW 振铃过高、这可能导致引导电容器过度充电。   如您所示、向引导二极管添加串联电阻器应该会有所帮助。 如果您可以在引导引脚上添加齐纳二极管、SW 引脚可进一步保护 IC 引脚。 但关键是减少 SW 振铃。  您能否通过向低侧 FET 添加栅极电阻来降低栅极速度并查看任何改进？  

谢谢、

Youhao