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[参考译文] TPS7A49:LATCH UP Condition_Output 变为零而不是5VDC

Guru**** 2325560 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A49, TPS7A16
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/591549/tps7a49-latch-up-condition_output-go-to-zero-instead-of-5-vdc

器件型号:TPS7A49
主题中讨论的其他器件: TPS7A16

有什么想法吗?  

在正常运行期间的某个点、LDO 会在零输出电压时锁存、从而导致整个 ct。 关闭

附加了原理图和屏幕截图。

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    您好!

    感谢您提供原理图和示波器屏幕截图、这在我们进行调试时始终非常有用。 不幸的是、我有点困惑、因为我在您提供的示波器屏幕截图中看不到任何不当行为。 当输入电压/Ven 处于上升状态时、输出始终为5V。 我要注意的一点是、将示波器探头或其他任何东西连接到 NR/SS 引脚时要小心。 该引脚不支持从其汲取大量电流、并且可能会崩溃。 由于 Vout 跟踪 NR/SS 电压、NR/SS 电压的任何降低都会导致 Vout 电压成比例降低。 这可能与您遇到的问题无关、但请注意可能会发生这种情况。  

    此外、我查看了原理图、在那里没有发现问题、因此如果您可以提供示波器截图来显示问题、希望我们可以从此处跟踪问题。  

    -Kyle

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    感谢 Kyle 的快速回答!

    遗憾的是、我没有故障 LDO I/O 的 PICS、因为它安装在油田中使用的产品上。
    但需要补充的是、在 LDO 之后、有一个由该 LDO 供电的 IC、其最大输入电压为5.5V、我们发现其中一些 IC 存在上述问题、而另一些 IC 则烧断了另一个 IC (5.5V 一个)。 因此、在这种情况下、出于某些原因、可能会发生两件事:
    1 - LDO 输出电压高于5.5V、并熔断由其供电的下一个 IC。
    2 - LDO 将输出保持为零伏、并导致 cct 关闭(这可以通过循环通电至原理图中标记为 S+10的 LDO 来确认、并且将开始正常工作)。

    RCA 持续进行、因为我们在现场有20多种产品存在相同的问题、并且连接了不同的负载。

    我有一些问题、请:

    1-您是否认为如果我将其 V IN 从10更改为7会产生任何影响(我尝试降低通流元件上的压降电阻、LDO 的负载消耗1至5mA)?
    2-您是否有根据选择的 CFF (原理图中的 C4)得出的想法?
    3 -连接到此 LDO 的输出负载非开关是否可能、并且最好通过增加 NR/SS 电容器和允许的最大值来增加软启动时间?

    再次感谢 Kyle,祝您度过美好的早晨!
    Marwan
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    尊敬的 Marwan:

    我正在努力在电路板上设置 TPS7A49、以便我可以使用它进行一些实验、看看我是否可以重现您的问题。 在平均时间内、我有一个问题、想回答您提出的问题。

    输入电压是否会下降、从而使器件进入压降状态而不会一直上升到0V? 我提出的原因是、当 LDO 从压降中退出时、FET 完全导通、输出将过冲一些电流、然后环路才能检测过冲并关闭 FET。  

    1-您是否认为如果我将其 V IN 从10更改为7会产生任何影响(我尝试降低通流元件上的压降电阻、LDO 的负载消耗1至5mA)? 如果输入电压下降并将器件置于压降状态、将输入电压降至7V 可能有助于减少过冲。 有关 LDO 的任何内容都不会受到输入电压降低的负面影响、因此您的净空为2V、而不是5V。  

    2-您是否有根据选择的 CFF (原理图中的 C4)得出的想法? 我们通常建议对 CFF 电容使用10nF-100nF 电容、输出和反馈节点之间更强的交流耦合可能会产生意外的负面影响。 如果您有兴趣了解有关使用 CFF 电容器的影响的更多信息、可以阅读我们的应用手册 《使用前馈电容器和低压降稳压器的优缺点》  

    3 -连接到此 LDO 的输出负载非开关是否可能、并且最好通过增加 NR/SS 电容器和允许的最大值来增加软启动时间? 我不确定 LDO 所连接的负载的含义是非开关的。 通常使用 CNR 来控制为 LDO 的输出电容(以及 LDO 负载上的任何其他去耦电容)充电的浪涌电流。  如果 LDO 的输入电压在启动期间下降、则可能需要使用更大的 CNR。 我们通常建议 CNR 在10nF-1uF 之间。 当 CNR=1uF 时、启动时间将为1.4秒、这通常比大多数应用程序要等待的时间长。  

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    您好、Kyle、

    感谢您的快速回答!

    如果您可以在试验电路板设置上重现此问题、那将非常好、我将为您提供我们的所有电路工作环境、因为我们可能在其中发挥作用。

    关于您的问题、我想说我正在对真实产品和试验电路板进行实验 、昨天我们对试验电路板设置进行了如下检查:

    我们为 LDO 的输入提供11.15V 电压、这是由实际产品 PWR 电源设计的、用于将电压降低到低于 Vout、我们发现 Vout 跟随 Vin (低于5Vin)、这是我所理解的、这是该芯片的正常行为。

    但在(1V - 2.5V)之间、当我们尝试测试 LDO 内部的 UVLO cct 时、LDO 输出开始以不稳定的行为(低于其压降电压)进行切换、如果它将被锁定、 然后、只要电压超过 Vdropout (~2.5VDC)、LDO 就会再次跟随其输入。 我希望这已经回答了您的问题、但有一点我不确定您是否要将输入保持在其 Vdropout 以下并超过零以强制导通元件处于开关模式条件下的时间? 我将再次尝试此测试并告知您。

    昨天测试中的一张图显示(按顺序排列的 Vin、Ven、Vout 和 V@NR/SS 引脚): 正如我们预期的那样、它的 SS 增加(CNR = 1uF)、但如果加电后负载稳定、保持软启动时间~1.5ms、我从未发现任何问题?  

    更多问题:

    1-是否可以在 CNR 引脚上添加一个串联电容而不是一个电容(仅在一个电容泄漏会强制 VREF 变为零并关断 LDO 的情况下)?

    2-该 LDO (TPS7A4901DGN)的压降是多少? 为了使该芯片正常工作、需要为其留出多少良好的余量电压?

    非常感谢 Kyle 的这种支持!

    Marwan

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    马尔万

    请在下面查看我对您的问题的解答:  

    1-是否可以在 CNR 引脚上添加一个串联电容而不是一个电容(仅在一个电容泄漏会强制 VREF 变为零并关断 LDO 的情况下)? 将单个 CNR 电容器替换为多个串联电容器不会对器件造成任何问题。 如果您怀疑电路板上的电容器可能有大量泄漏、您还可以在 NR/SS 和 CNR 引脚之间添加一个电阻器(这是我的首选方法、 使用串联电容器时、由于没有到 GND 或任何其他电压/节点的直流路径、因此未明确定义电容器之间节点上的电压。  

    2-该 LDO (TPS7A4901DGN)的压降是多少? 为了使该芯片正常工作、需要为其留出多少良好的余量电压? 在150mA 的满负载下、此器件的压降电压额定值小于600mV。 您提到负载为1-5mA、因此使用下面我包含的典型 Vdo 与 Iout 图可能会更有帮助。 由此您可以看到、5mA 时的典型压降约为100mV。 只要输入电压>Vout +Vdo、器件就会正常工作、尽管 PSRR 会受到较低的余量电压(输入电压-Vout)的影响。 假设没有任何大的输入电压瞬变、并且您不需要/不想过滤输入电源中的大量噪声、我估计如果 Vin>5.25V、您应该可以正常工作(但您显然希望通过应用特定的测试来验证这一点。  

    关于您执行的测试、最好让 LDO 启动并达到其调节电压、然后执行使输入下降的测试、使其略低于调节电压(~4.5V)、然后快速恢复电源。 如果其上的边沿速率足够快、LDO 将在它们从压降中恢复时过冲。 我将一个快速时序图汇总在一起、以帮助您将测试和行为可视化。  

    此外、我还对 Vout=0V 的器件进行了思考。 您提到过这些应用在油田中、是否有可能在器件周围积聚其他颗粒的污垢并导致泄漏电流在器件引脚之间流动? 如果这是可能的、正如我们在 NR/SS 引脚对外部泄漏敏感之前讨论的那样、如果 NR/SS 和 DNC 或任何 GND 节点之间存在泄漏或低电阻路径、则 LDO 的输出可能为0V。  请告诉我您的想法。

    -Kyle

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    非常感谢 Kyle 的想法、非常感谢!

    我将仔细检查您的笔记、尽快更新。

    此致、
    Marwan
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    您好、Kyle、

    我希望你能度过一个愉快的周末!

    感谢您对我上次答复的回答。

    正如您提到的在油田中使用我们的产品时、现在我还在仿真环境(环境测试)、湿度、湿度、温度、尝试在实验室中重现故障、我将很快给出结果。

    我在示波器上附了一张图片、其中说明了 LDO 在将 Vin 降低至约4.25V、然后将该电压升高至11V 时的行为方式、这似乎是输出信号中的稳定生成、如果低于5.2V、则跟踪输入 (CH1 Vin、CH2 Vout)。

    更多问题请:

    1 - 如果 NR/SS 引脚接地小于-0.3且大于2V、则 LDO 的行为是什么;其次、该电压从内部 LDO 电路超过2V 的可能性有多大?

    2 -您提到 NR/SS 对任何泄漏都非常敏感、您是否知道它的敏感程度(允许流过多少电流、然后在该值之后会对此芯片造成问题)?  

    3-本论坛 中有一个关于此锁定模式的类似主题//e2e.ti.com/support/power_management/linear_regulators/f/321/t/542669?tisearch=e2e-quicksearch&keymatch=disable 

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    马尔万

    1 - 如果 NR/SS 引脚接地小于-0.3且大于2V、则 LDO 的行为是什么;其次、该电压从内部 LDO 电路超过2V 的可能性有多大?  在正常工作条件下、内部 NR/SS 引脚电路不可能导致该引脚上的电压大于2V。  如果 NR/SS 引脚被拉至比-0.3更负的位置、它可能会打开内部二极管、输出可能会显示0V。 如果超过这些内部二极管的载流容量、则可能会损坏它们。 如果 NR/SS 引脚被拉至高于2V 的电压、内部电路可能会因超过内部电路的击穿电压而导致电气过载(EOS)损坏。 在这种情况下、更难说出输出会执行什么操作、但很可能会被拉至输入电压或0V。  

    2 -您提到 NR/SS 对任何泄漏都非常敏感、您是否知道它的敏感程度(允许流过多少电流、然后在该值之后会对此芯片造成问题)? 我希望以毫微安为单位的泄漏电流会对输出电压精度产生影响、可能需要微安电流才能被拉至接近0V。

    关于与 TPS7A16系列器件相关的第三个项目符号、该系列器件与 TPS7A49系列器件有很大不同。  

     

    -Kyle

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    谢谢 Kyle!

    我很抱歉,我的回答很晚,因为我正尝试完成  这项 RCA。

    到目前为止、在这个问题上已经做了一些开发、这可能会导致其他问题、请:

    1- TPS7A49 LDO 进入锁定模式、如果 NR/SS 引脚泄漏到 EN 或 Vin 引脚/泄漏到 EN 或 Vin 引脚、则不发送输出电压(0V)。 在我们的设计中、路由在 NR 电容下方的 EN 引脚会在运行过程中的某个点导致泄漏、然后锁定此 LDO (随附原理图)、同时 TI 建议将 EN 引脚通过过孔连接到底层。  

    2 - 我的问题出现在这里、您知道这个 IC 具有 UVLO、热关断、电流限制。 该引脚(NR/SS)如何获得这些安全条件之一、例如、如果从 EN 或 Vin 引脚泄漏/泄漏、如何锁定 LDO 输出电压? 很抱歉、我的问题似乎有点令人困惑、但我想重新表述它、并保留其原始内容、以便像其他客户那样对其进行更多解释。 那么、从 LDO 的内部电路中、NR/SS 和 EN 引脚之间的这种情况是否会使其变为0 Vout? 我只想确保 TI 首先意识到这一点、其次、我要详细介绍这在内部是如何发生的(误差放大器或导通元件)。

    3 - 并非所有故障 LDO 都发现 其输出电压有漂移、旨在提供4.96V 电压、而我们测量的电压为5.29V、甚至在 Vnr/ss、VFB 中相应增大。 您是否认为此故障会产生影响并导致该 LDO 漂移? 其他设计使用相同的布局和元件、其容差可提供4.94V 电压、这是预期的、但我真的很担心有漂移的设计?

    非常感谢 Kyle 的支持!

    Marwan

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    嗨、Marwan、

    1- TPS7A49 LDO 进入锁定模式、如果 NR/SS 引脚泄漏到 EN 或 Vin 引脚/泄漏到 EN 或 Vin 引脚、则不发送输出电压(0V)。 在我们的设计中、路由在 NR 电容下方的 EN 引脚会在运行过程中的某个点导致泄漏、然后锁定此 LDO (随附原理图)、同时 TI 建议将 EN 引脚通过过孔连接到底层。

    这些器件在输出上显示0V、由于它创建了与 Vin 节点的连接、 如果电阻路径足够低、这可能导致 NR/SS 引脚上拉高于其绝对最大电压2V、这可能会对基准电路造成永久损坏。

    2 - 我的问题出现在这里、您知道这个 IC 具有 UVLO、热关断、电流限制。 该引脚(NR/SS)如何获得这些安全条件之一、例如、如果从 EN 或 Vin 引脚泄漏/泄漏、如何锁定 LDO 输出电压? 很抱歉、我的问题似乎有点令人困惑、但我想重新表述它、并保留其原始内容、以便像其他客户那样对其进行更多解释。 那么、从 LDO 的内部电路中、NR/SS 和 EN 引脚之间的这种情况是否会使其变为0 Vout? 我只想确保 TI 首先意识到这一点、其次、我要详细介绍这在内部是如何发生的(误差放大器或导通元件)。

    LDO 没有类似 UVLO 或 热关断的保护电路来防止此类问题。 正如我刚才提到的第一个问题,似乎这一提法被破坏了。

    3 - 并非所有故障 LDO 都发现 其输出电压有漂移、旨在提供4.96V 电压、而我们测量的电压为5.29V、甚至在 Vnr/ss、VFB 中相应增大。 您是否认为此故障会产生影响并导致该 LDO 漂移? 其他设计使用相同的布局和元件、其容差可提供4.94V 电压、这是预期的、但我真的很担心有漂移的设计?

    对于此故障模式、NR/SS 和使能/输入引脚之间似乎有足够的电阻路径、可将基准拉至高于正常1.2V 但不会拉至损坏的水平。 如果基准电压更高、则输出电压也会更高。 与正常基准电压和上拉基准电压之间的差值相比、输出上升量将是增益量。  

     

    -Kyle

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    感谢您的持续支持!