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[参考译文] TPS56121:12V 至3.3V 15A 配置下的器件故障

Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS56121
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/658683/tps56121-device-failure-in-12v-to-3-3v-15a-configuration

器件型号:TPS56121

 使用12V 电压为 TPS56121供电时、我们面临严重的器件故障。 该器件会以某种方式中断12V 并将其转发至其输出、从而燃烧其输出电源轨上的所有 IC。 该器 件配置为输出3.3V 电压、最大值为14A、并由另一个产生1.1V@15A 电压的 TPS56121启用、这似乎正常工作。

我们很难理解为什么会发生这种情况、因为这种情况是随机发生的。 我们仔细检查了 PCB、似乎制造过程中没有问题。

我要附上 TPS56121的原理图、有什么问题吗?

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    Giancarlo、

    您似乎主要从数据表中复制了原理图。  首先、您可能需要移除两个输出电容器、使其完全匹配。

    这很可能是 EN/SS 电路的问题。  我不会使用 PGD 直接驱动它。  尝试断开该线路并将33nF 电容器直接从 EN/SS 连接到 GND。  如果这解决了您的问题、我们可以制定定序方案。

    如果高侧 FET 短路、而它不是 EN/SS、则下一个最可能的原因是您使其处于过压状态。  它可能是 Vin 或 SW 上的过冲或振铃过大。  在 SW 上、还检查是否存在低于地面的过度负偏移。  检查 SW 节点波形时、请使用尽可能靠近 IC 引脚的极短(< 1cm)接地引线。  您的 PCB 布局如何? 您是否严格遵循了这些指南?  您的输入电源距离有多远?  您可能需要在输入端包含一些大容量电容。

    如果您可以发布您的波形、我们可以查找任何可能可疑的波形。

    请告诉我这些建议是否有帮助。

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    您好、Giancarlo、

    从描述中可以看到、高侧 FET 似乎 已损坏并发生短路。

    我会检查原理图并尽快返回给您。

    同时、我建议联系当地质量团队提交 FA 请求以进行跟进。

    谢谢。

    此致、

    Ray Chen

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    您好、Giancarlo、

    两个电源轨的环路都是稳定的。

    对于3.3V 电压轨、由于 EN/SS 引脚上没有连接电容器、软启动时间可能小于几微秒、这将导致启动期间过多的浪涌电流流经电感器。 在这短时间内、如果电感器因电流过大而饱和、则 SW 节点点等效地短接至 GND、这可能会损坏高侧 FET。

    要继续调试、我建议在启动期间验证3.3V 电压轨电感器电流、检查电感器是否饱和。 作为解决方案的建议、添加 EN/SS 电容器。 值得检查。

    谢谢。
    此致、
    Ray Chen
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    感谢您的回答。 当然、您是否建议:

    1) 1)切断从 PGD 到 EN/SS 的路径、并在 EN/SS 到 GND 之间添加一个33nF 电容器

    2) 2)在 EN/SS 和 GND 之间添加一个33nF 电容器、并保持 PGD 和 EN/SS 之间的连接?

    不过、我不理解的一点是、芯片应该提供过流保护(对于35A 以上的电流)、而我们的电感器应该在35A 以上饱和。 是否在启动期间禁用该功能?

     我应该布置什么波形?

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    您好、Giancarlo、

    对于调试、我建议先将电源轨与 PGD 隔离、这将是第一种方法。 如果#1可以消除损坏高侧 FET 的风险、则您可以移动以验证 PGD 的影响。

    对于高侧过流保护、电流感应电路通常需要 一个消隐时间、以避免在高侧开启后对开关噪声进行采样、在启动期间启用高侧 OC 保护、 但在有限的周期内、实际 PWM 脉冲宽度可能小于消隐时间、然后在这些开关周期中、高侧 OC 电路会被等效禁用。

    关于波形、我建议在  启动期间测量电感器电流、开关节点、EN/SS 和 COMP。

    谢谢。

    此致、

    Ray Chen

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    尊敬的 Ray:

    我们按照您的建议测量了开关节点 EN/SS 和 COMP 处的波形。 请查看此帖子随附的示波器中波形的照片、以及我们在其中进行测量的节点突出显示的原理图。 A 板已根据您的建议进行了修改、而 B 板尚未修改。

    您在其中看到了什么有意义的东西吗?

    谢谢、

    Pietro  

    原理图

     

     

     

     


    VE-Vd (COMP)、电路板 A

     

     

     

    VE-Vd (COMP)、电路板 B

     

    VC-Vd (SW)、电路板 A

     

     


    VC-Vd (SW)、电路板 B

     

     

     


    VA-Vb (EN/SS)、电路板 A

     

     

     


    VA-Vb (EN/SS)、电路板 B

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    您好、Pietro、

    下面随附了一个启动波形、供您参考。

    根据波形、输出电压需要 ~2ms 的软启动时间来斜升;在此间隔期间、峰值电感器电流小于8A。

    请 添加一个33nF 电容器。  EN/SS 引脚和 GND 之间的电阻、并收集类似的波形?

    当没有 EN/SS 电容器时、软启动时间将减少到微秒、峰值电感器电流可能过大。

    谢谢。

    Ray Chen