[参考译文] TLV1117LV：故障器件

尊敬的 Sam：

您是否会想到共享原理图？ 我很高兴看到超级电容器和降压转换器是如何使用的。 是 LDO 输入还是输出上的超级电容器？ 您可以共享的任何示波器图都显示了上电、断电以及备用电源的转换、这将有助于我们更好地了解可能发生的情况。

这是我第一次听说这种类型的故障模式、因此它们可能是应用中器件上的一些不可预见的应力。

此外、我鼓励您联系当地销售支持以提交器件进行故障分析。

此致、

您好、John、

我可以向您展示一个方框图、但遗憾的是、我不能公开分享任何详细的原理图。

我对5V 电压轨进行了一些测量：

启动行为：

2.3a 负载阶跃：

正常关断：

最后关头(备用电源关断)：

下面是启动的另一个捕获(5V 和15V 电源轨)：

尊敬的 Sam：

谢谢你。

我在这里看不到有什么需要担心的。 TLV1117LV 的 VIN 和 VOUT 启动/关断行为如何？ 这些电压中的任何一个是否有可能变为负电压、或者您是否看到 VOUT 在关断期间大于 VIN？ 想知道是否有一个反向电流脉冲流经 LDO FET 的寄生体二极管。

LDO 的 VIN 和 VOUT 处的总电容是多少？

此致、

尊敬的 John：

是的、我忘了提到这也是我们考虑过的事情之一。

我有3个电压的一些波形图(绿色=15V、蓝色=5V、粉色=3V3)。

启动：

关断：

3V3看起来恰好遵循5V、这会排除反向电流、否则这两个电压之间会存在二极管压降差异。 我对这一点是否正确？

备用电源关断时的行为如下：

同样、3V3看起来恰好跟随5V、没有二极管压降。

我们之前使用 TLV1117LV 进行了一些测试、该器件没有任何负载和大输出电容。 我们已拔下器件、预计电容放电至5V 电压轨会产生反向电流、但该器件似乎不会出现流向5V 电压轨的反向电流问题。

尊敬的 Sam：

感谢示波器快照、它们非常有帮助。 观察上一个示波器截图的放大部分、可能会发生一些反向电流事件、但很难辨别。 如果仔细观察、您可以看到粉红色迹线高于蓝色迹线的位置、这可能只是由于分辨率有限、因为我们放大的是以较低频率采样的波形。 如果可以、最好在不使用示波器的缩放功能的情况下重新查看波形的这一部分、以便每个除法的时间要小得多、从而增加采样频率以获得更清晰的图像。  

如果可以、最好在不使用示波器的缩放功能的情况下重新查看波形的这一部分、以便每个除法的时间要小得多、从而增加采样频率以获得更清晰的图像。  

-Kyle

您好 Kyle、

感谢您的提示。

我有一些更详细的示波器图。

同时、我还在 LDO 的输入引脚处连接了一个短路线环、以使用电流探头测量电流。

我想我们确实在关断时有一些反向电流尖峰。

颜色为：黄色= LDO 输入引脚处的电流、绿色=15V、蓝色=5V、粉色=3V3

下面的截图概述了关断情况。

下一张照片显示了最高的尖峰(大约-200mA)

在关断模式下、还有一些反向电流(大约100mA)：

数据表中提到了以下有关反向电流的内容：

TLV1117LV 器 件中的 PMOS 导通元件具有一个内置体二极管、可在 OUT 处的电压超过 IN 处的电压时传导电流。 该电流不受限制；如果 预计会在延长的反向电压下运行、建议将外部电流限制在额定输出电流的5%。

在这种情况下、"扩展反向电压运行"是什么意思？ 反向电流峰值仅持续几100µs μ s。

在这种电流下、您是否会对器件造成损坏？ 到目前为止、我们只有几次失败。 有什么想法、故障机制是什么样子的？ 如果反向电流过高、LDO 会立即发生故障、还是会降低并随后发生故障？ 如果 PMOS 发生故障、我们预计输出基本上为0V。 在我们的情况下、负载下的电压约为1.5V、这似乎表明 PMOS 仍然能够传导电流。

我刚刚尝试电路板电路板电路板、在该电路中、我通过 LDO 强制生成反向电流。 如下所示：

我现在测量超过1A 的反向电流大约为200µs μ s、但该器件似乎不受影响。

我们的产品中似乎不大可能出现如此大的反向电流。  

当然、我只在单个器件上测试过这种情况、并且仅进行了几次测试、但考虑到5%的反向电流经验法则、我对该器件不会因如此大的电流而损坏感到有点困惑。

编辑：

我在输入端使用1.5A 恒定负载进行了另一项测试。 无输入电压、3V3施加到输出。 器件变得很热、但一旦我在输入端重新施加5V 电压、器件就会继续正常运行。

您好 Kyle、

感谢您的回复。

我同意我们应该避免在电路中出现这种情况、可能的方法是在输入和输出端子之间放置一个额外的反向二极管。

但是、您描述的故障模式似乎与我们在故障组件中看到的情况不匹配。 因此、尽管应该修复它、但我不确定它是我们看到的故障的原因。

如果我正确地解释了这一点、反向电流可能会导致主路径中出现开路。 因此、从本质上讲、任何电流都不能从输入流向输出(除任何偏置或泄漏电流之外)。

我们看到的是在负载下 LDO 电压降至1.5V (而不是3.3V)、并在空载时升至约4.4V 的组件。 此外、二极管看起来完好无损(我使用二极管测试仪测量从输出到输入的0.7V 电压)。 这在故障组件之间非常一致。 因此、我看不到开路会如何导致这种行为。 或者、这是否是您描述的"降解"的一部分？

我很难估算电路在这些条件下的行为方式。 如果它只是增加漏源电阻、我不会期望电压在没有负载的情况下增加到4.4V。 或者降级是否更像 PMOS I-V 特性的根本性变化？

我尝试通过仿真重现我们看到的行为、但到目前为止还没有成功...

编辑：

我在发生故障的 LDO 上进行了一些测量。 此图显示了不同输入电压下 LDO 的输出电压与负载电流的关系。  

不再有电压调节、LDO 根本无法处理任何大电流。 是否可以根据此行为确定 LDO 的哪个部分发生了损坏？

我不知道内部电路是否与数据表中显示的概念图完全相似？