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[参考译文] LM5088:LM5088-1出现故障、需要更换。

Guru**** 2350610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5088
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/631703/lm5088-lm5088-1-failing-needing-to-be-replaced

器件型号:LM5088

大家好,为4个 Sanyo Denki SanAce40 9HV0412P3K001 PWM 12V 风扇供电时,LM5088部件出现故障。

我已使用 TI 的 Webench 生产48VDC 至12VDC 10A 降压转换器,其链接如下所示。

https://webench.ti.com/webench5/power/webench5.cgi?lang_chosen=en_US&DesignId=28

当以更高的速度开始运行风扇时会发生故障、降压转换器提供大约86瓦的功率

12V 电压会下降、而 LM5088只会变热。
仔细检查后发现 GND 和 VCC 引脚之间的电阻较低。

更换 LM5088可修复出现故障的电路板、但在执行相同的测试后、电路板将再次失败。

PCB 通过导热材料安装在金属板上、以散热。

我已经拍摄了 LM5088外壳温度的热像,此时似乎只有60摄氏度左右,我认为故障时会从40度跳到60度。

 

我在纯阻性负载1.65欧姆的情况下执行了另一项负载测试。

同一问题在几分钟内再次出现。

我有一段关于设置和失败的视频,它是135Mb,如果有地方可以上载到,可以发布。


我是否可以通过某种方法来判断 LM5088器件为何出现故障?


注:

我不适合 RUV1或 RUV2,因为我希望始终启用 LM5088。

这是‘过载’的指示吗?
如果是、使用 LM5088-2器件是否可以解决此问题?


此致、Jerome

来自 Webench

Webench 标称值

电路板图纸1的原理图

电路板图纸2的原理图

我们的 BOM

布局所有层

顶部铜

内层1

内层2.

底层

LM5088故障之前的热像仪图像。 光标显示 LM5088在34摄氏度。电感器在47.4摄氏度

发生 LM5088故障后的热像仪图像

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    您好 Jerome、

    看起来您以~500kHz 的频率进行开关、产生24mA 的栅极驱动电流。  当输入电压为48V 时、器件的功耗将大于瓦特。  我建议将开关频率降低至~300kHz。  

    另一个想法是通过二极管从外部向 VCC 提供电压、以降低器件中的功率耗散。

    是否可以在发生故障之前拍摄开关节点的一些示波器截图?  希望确保您的设计稳定。  谢谢。

    David。

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    那么、您认为这纯粹是过热问题吗?
    如果是、为什么会这样呢? LM5088在过热情况下不会关断、而是会造成永久性损坏吗?  

    我只是在努力获得更好的示波器图像。

    这是我在执行之前的测试时捕获的一个、它的质量不是很好。

    我已经制作了最后一个测试的视频、我是否可以通过某种方式将其发送给您?



    这恰好在 LM5088-1故障之前发生  
    我将努力获得更好的图片  

    这里我们显示了四个风扇至少正在运行  

    这里是纯阻性3R3负载、而不是 PWM 风扇。 但是、如前所述、增加这一纯阻性负载(将电阻降至1R65)也会导致 LML5088故障

    这里是无负载的 HG

    在这里、我将 RRT 改为20K 而不是10K7 (这应该是300kHz?)

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    环路看起来不稳定。 查看您的原理图、您似乎只有22uF 的 Cout? 对于完成的设计、我建议您增加此值。 但每次执行一步并将 Cout 保持在22uF、请将 R5更改为5k、将 C3更改为4.7nF。 开关节点不应抖动。 任何不稳定性都可能导致故障。

    希望这对您有所帮助?

    David。
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    大家好、我已经对这两个组件进行了更改、如下面的示波器图像中所示、但遗憾的是 LM5088现在看起来运行得更快、(我现在要介绍很多这些器件)。

    如果 LM5088出现故障、我可以向您发送示波器视频、如果有问题?

    在这里、我将包括器件从最小负载到3R3和1R65电阻负载的故障点屏幕截图。

    施加1R65负载后、器件会在一秒内因时间而损坏。


    感谢您对此提供的帮助。



    最小负载。

    3R3欧姆负载

    1R65欧姆负载

    LM5088在几秒钟内开始出现故障

    LM5088继续失败(几帧后)

    LM5088完全失败

     



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    大家好、还有什么关于这个问题的想法吗?
    谢谢
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    您可以看到、这似乎使 LM5088更容易发生故障。 对于这些 LM5088为何出现故障有什么想法吗?
    谢谢

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    示波器快照显示、即使您在稳定区域触发和停止、环路仍然不稳定?  我仍然认为您有一个稳定性问题。

     

    您能否获得具有高 ESR (例如0.5欧姆)的大型电解电容器并将其放置在输入端。  我怀疑您有很长的引线、这会给输入端增加寄生电感、可能需要阻尼。

     

    使用100uF 左右。

     

    希望这对您有所帮助?

     

    David。

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    大家好、很抱歉测试电路与原理图不匹配(尽管它与 Webench 输出相匹配)。
    其中、它将输入电容器显示为2.2uf + 2.2uf + 1uf、仅为1uf。 (这与 Webench 输出相匹配)

    当添加100uf 电解电容器时、如果断电、则输出变得不稳定、然后更换。
    这就是发生的情况

    注意到这一点、我移除了所有输入电容器
    这导致 LM5088在输入电压应用时物理爆炸。

    因此、我将1uf 与两个2.2uF 电容器一起替换、而 LM5088至今未出现故障。

    1R65负载

    3R 负载

    最小负载


    最小负载栅极波形是否应该如此?
    它应该是干净的方波、而不是您在这里看到的波?

    输出电容。 我注意到 Webench 不断改变其设计。  
    如果我现在执行相同的过程、它显示的输出电容比最初显示的大得多。

     

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    我使用1uf + 1uf 的输入电容进行了测试、LM5088没有立即发生故障。

    为了帮助我了解所发生的情况、为什么 LM5088会在1uF 输入电容下发生故障、但在1uF + 1uF 输入电容下不会立即发生故障?

    感谢您对此的想法
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    考虑到输入陶瓷电容器的直流偏置效应、我认为1uF 的尺寸过小、这将导致 Vin 出现较大的纹波电压。   从开关节点波形中、您可以看到开关处于高电平时的巨大电压斜率。  此外、1uF 电容器可能没有足够的 RMS 纹波电流能力。  一个很好的近似值是 Iout/2。  在本例中、RMS 纹波电流额定值要求为5A。  从值的角度和 RMS 纹波电流额定值的角度来确定此电容器的大小会导致从散热角度和运行角度来看性能较差。

    PS:查看轻负载下的栅极电压、我觉得这是正常的。

    希望这对您有所帮助?

    David。