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[参考译文] CSD97394Q4M：降压 NexFET 功率级在28°C 的温度下出现故障

admin
Guru**** 1825110 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD97394Q4M, INA271
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/592423/csd97394q4m-buck-nexfet-power-stage-fails-over-28-c

器件型号：CSD97394Q4M
主题中讨论的其他器件： INA271

我在应用中使用 CSD97394Q4M、根据大型机箱内部的温度驱动直流冷却风扇。 这些器件在工作台上以不断变化的 PWM 信号和高达25伏的 Vin 电压进行了著名的试验、因此我将其设计成背板来控制风扇的速度。 当我尝试在高达30°C 的环境温度箱中运行完全加载的背板时、出现了问题 我的°显示、CSD97394Q4M 在28 μ s 时失败。 我在绝对最大额定值上找到的答案表明 VSW 到 PGND 的最大电压为30V 在输入电压为24V 时、可能会有一些高于30V 的过冲、持续时间可能为2ns。 接下来、我尝试降低 Vin。 即使输入电压较低、温度升高时仍会出现故障。  您认为问题是什么、我可以对此做些什么？

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Paul、  

    我联系了我们的应用团队、看看他们是否能弄清楚这里的情况。 如果器件发生重复雪崩、这确实会导致器件过热。 我们可能需要看到一些波形。

    我很快会为您提供答复。  

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您能否提供发生故障的运行条件-负载电流、频率、占空比等...？

    此外、您可以提供的有关故障的任何详细信息都很有帮助-器件是否损坏？ 是否存在 HS 或 LS 短路？
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    感谢您的快速响应！ 频率为994kHz、占空比介于0.3和0.45之间、负载电流约为1至1.5A。 我将设置为测试电路并记录温度、输出电压和明天的负载电流。 如果有用、我还可以在 VSW 引脚上记录波形。
    Paul Norton
    设计工程师
    校验和、LLC
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    感谢 Paul、请告诉我、我将向我的应用团队转发。  

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Excel 文件显示温度达到28°C 时发生的故障 奇怪的是、电流似乎保持恒定。 使用一个带有50mΩ Ω 电阻器的 INA271来监控电流"Iout drvr1"。 电源电压为24伏

    我运行的第二个 CSD97394的电源电压为20伏(Vout Drvr2)、它继续运行。 未记录此器件的电流。 因此、此时我要说、较低的输入电压似乎可以解决该问题。 但是、为什么在温度升高时发生故障？  在°至25 μ A 时、该器件可在24伏下工作数小时、没问题。

    对于采用标准降压配置的 CSD97394Q4M、我应该获得哪些波形？  

    Paul

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    好的、Paul、我已将您的所有信息转发给我们的应用团队。 希望我能在24小时内回复您。 顺便说一下、我在最后一篇文章中没有看到附加的 Excel 文件
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    无法使用此博客确定如何附加 Excel 文件。 当我单击回形针时、它会将我发送到另一个屏幕、我无法返回。 当我尝试复制/粘贴时、它不起作用。

    Paule2e.ti.com/.../Log_5F00_CSD95394_5F00_Fail.xlsx

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    第一个日志有缺陷、因为我没有在设备上安装热电偶。 我今天发现这就是失败！ 查看此数据、您将看到、就在器件开始失效时、温度呈指数级上升。
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Paul、  

    听起来您会进入热失控状态、这可能是重复雪崩事件造成的。 仍在等待我们的应用程序的响应。  

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Paul、
    您能否捕获 PWM 信号和 VSW 的波形？
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好、Brett、

    随附的 png scope_5.png 显示了故障时波形的外观。 黄色迹线是 PWM 输入、绿色迹线是 VSW。  没有什么特别之处 "SCOLE_4.png"被捕获为不规则波形(通过多次捕获最终得到该波形、这具有良好的示波器接地)。 奇怪的是、VSW 在时钟脉冲之前变为高电平。

    此外、还随附了数据日志、其中显示了发生故障时的指数温度上升。

    感谢您对此进行深入研究。

    Paul

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    这个 ap 似乎只能发送一个附件、然后再发送一个附件。 如果您想通过这种方式进行交流，我的电子邮件是 paul.norton@checksum.com。
    Paul
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    嗯、这很奇怪。 您能否通过我的地址 b-barr@ti.com 直接向我发送 png.4和 png.5？
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Paul、
    下面复制的是我们的应用工程师的响应：

    "对于客户关于#skip 引脚的问题，以下内容说明了#skip 的工作原理：当#skip 为5V 时，功率级在 FCCM 模式下工作；当#skip 为0V 时，启用 DCM 模型。 由于电感器电流始终高于临界电流、因此在 FCCM 模式和 DCM 模式下、驱动器的运行是相同的。 该差异发生在电流低于临界电流时：在 FCCM 模式下、电流可能变为负值；而在 DCM 模式下、驱动器将在检测到负电流时关闭 LS FET、并且电感器电流将保持为0、直到 PWM 变为高电平。 DCM 模式不应是部件故障的原因。

    图片"scope_4.png"是使用#skip HIGH 还是 LOW 测量的？ 在我看来、DCM 运行就像在我看来、当 LS 关闭时、一个小负电流有可能导致 HS 体二极管导通并生成一个示波器_4.png 波形。


    您能否向客户咨询以下问题？

    (1)它们如何控制 PWM？
    (2)控制环路是否在所有输入电压下都稳定？ 通常、控制环路带宽和相位裕度会随 VIN 电压的变化而变化。 请确保环路在所有 VIN 处保持稳定。
    (3)客户提到负载电流为1~1.5A、这是稳定状态电流吗？ 在负载瞬态等某些状态下、电流是否可能会高得多？
    (4)另一种可能是、当输入电压较高时、噪声较高、高噪声也可能导致系统稳定性问题。 请检查回路是否在高输入电压下保持稳定、同时请检查是否存在可能导致高电流的 PWM 脉冲突发。"