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[参考译文] TPS82130:热杆菌

Guru**** 2430620 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS82130, LMZ20502, TPS62130, TPS62135, TPS62136, LMZM33603, TPSM84824

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/661407/tps82130-thermal-caracteristics

器件型号:TPS82130
主题中讨论的其他器件: LMZ20502TPS62130TPS62135TPS62136LMZM33603TPSM84824

您好、支持人员、

实际上、我在我的设计中使用 TPS82130来提供2V5@1A 的最大值 从12V 开始。 它的总功率耗散最大为420mW

热仿真显示了一些限制、因为在最坏的情况下、电源模块达到了大约122°C。

数据表规定:

  • Tj_max 为110°C 时、使用寿命为10^5小时
  • 5*10^4小时使用寿命、Tj_max 为125°C!

与 LMZ20502相比(电气特性不同、不能在我的应用中使用、但封装是一个与 TPS82130相同的 USIP 模块):

我观察到 LMZ20502热杆菌似乎更好:

  • RJC_Top :20.8°C/W
  • RJC_Bot :1.8°C/W
  • Tjmax =125°C

对于 TPS82130:

  • RJC_Top :9,4°C/W
  • RJC_Bot :21、3°C/W =>对于类似 QFN 的封装来说、这种封装的性能相当高? 与 LMZ205xx 系列的对比。
  • Tjmax =110°C (为了获得更高的可靠性)

它解释了这两个组件之间的这种差异是什么?

LMZ20502在 Tjmax=125°C 时的预期寿命是多少?

我可以使用什么电源模块来替换应用中的 TPS82130? 我最初搜索的是 USIP 组件(找不到任何器件)或任何其他具有小尺寸和良好热性能的稳压器。

感谢你的帮助。

Mickaël μ A。

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    嗨、Mickael、

    感谢您的详细描述。 我在这份应用手册中以及在每个器件的热性能表下链接的热性能文件中也有很好的阅读:
    www.ti.com/.../slyt724.pdf
    www.ti.com/.../spra953c.pdf

    虽然这两个器件看起来相似、但内部却不同。 此外、LMZ 更大(在所有3个维度中)。 因此、它们将提供不同的热性能。

    我不清楚您的系统中的 Vin 和最高环境温度是多少。 知道这将有助于我仔细检查数学。

    此外、如果您的系统消耗的峰值为1A、则听起来它平均消耗的电流较低(通常)。 这减少了在110 C 以上发生的任何寿命缩短

    最后、您的系统是否具有自然对流以外的任何冷却功能? 您是否有估算的 PCB 温度?
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    尊敬的 Chris:

    感谢您的回复。

    实际上、我使用12V 输入电压生成2V5输出电压@ 1A。
    在最坏的情况下、环境温度最高可升至78°C。
    我们有不同类型的冷却解决方案:风冷式或传导式冷却。
    风冷式解决方案(气流为25m^3/h)和 Ta=55°C 时已观察到限制:组件的结温为104°C 根据热仿真、TPS82130周围的电路板温度近似为100°C。

    根据数据表、TPS82130设计用于工业应用。 即使结温为125°C、稳压器的寿命也仅为100000小时、与我们的产品不兼容。 为什么 MTBF 这么低? 是由于片上电感还是其他原因造成的?

    我们正在寻找一款具有小尺寸、高 MTBF、良好热杆菌以及5V 至12V 输入电压的稳压器。 输出电压必须至少达到6V (与 TPS82130一样)、且电流负载必须高达3A。

    是否还有其他稳压器比 TPS62130或 TPS62135更小(电感很小、例如 IHLP-1212)?

    Mickaël μ A。
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    感谢您的讲解。

    我发现一个可能的差异:100、000小时(>11年)的运行时间是 TI 针对我们大多数产品的标准可靠性评级。 它不同于 MTBF。 我刚刚在本周早些时候回答了一个 MTBF 问题: e2e.ti.com/.../660416

    您的产品属于哪种应用?

    TPS821和 TPS621是适合您输入电压和功率级别的最小选项。 TPS62136的效率稍高、但由于其开关频率较低、因此需要更大的电感。

    我将与其他人核实效率/热性能的下一步提升情况。 它将更大。
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    TPSM84824和 LMZM33603是电源模块中的下一个升压转换器。 两种器件均可提供样片。 除了更大外、这些看起来如何?
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    尊敬的 Chris:

    感谢您的回复。

    TPS82130的 FIT/MTBF 是多少? 我在网站上找不到此信息? 与 LMZ20502或其他 USIP 封装模块相比、是否存在显著差异? 使用寿命和 MTBF/FIT 信息之间有何差异? 有关系吗?   

    我的产品上有7个 TPS82130。 我担心这会影响我的产品 MTBF。

    我的产品将属于工业应用。

    您认为 TPS62130或 TPS62135 (VQFN)+ IHLP-1212电感 器是否很有趣,以便替代 TPS82130? 电感器的关联会更大、但可能更适合(和可靠)我的要求?

    谢谢。

    Mickaël μ A。

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    这些电源模块非常有趣、但 TPSM84824对于我的应用而言似乎有点高。
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    嗨、Mickael、

    以下是可靠性术语的解释: www.ti.com/.../reliability-terminology.html

    我将检查这两个器件的 MTBF。

    100k 小时的使用寿命可判断器件的固有能力、如在夸尔期间的最坏额定结温下测得。

    MTBF 会查看运行大得多的样本时的实际故障。
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    尊敬的 Chris:  

    感谢您的解释。

    您是否检查了 TPS82130的 MTBF? 网站上没有信息。

    Mickaël μ A

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    嗨、Mickael、

    通常执行此操作的人员是在假日。 我已要求他替换此 MTBF 信息、并将在可用时提供。
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    嗨、Mickael、

    TPS82130的 MTBF 计算为5.24 x 10^7小时。

    LMZ20502为4.37 x 10^7小时。
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    尊敬的 Chris:

    感谢您提供 MTBF。
    但是、您不会向我提供 MTBF 支持数据、例如使用温度、配置级别、激活能量等

    几个月前、LMZ20502SILT 的 MTBF 为2.33*10^8、其中:

    使用温度= 55°C

    CONF 电平=60%

    EA=0.7

    测试温度= 125°C

    测试持续时间1000小时

    样本大小=2724

    Mickaël μ A

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    嗨、Mickael、

    在这些模块上、整体时基故障/ MTBF 是电感器时基故障和 IC (硅)时基故障的组合。 您之前收到的上述值似乎只是提供了器件时基故障、不包括电感器。

    对于 TPS82130和 LMZ20502、上述器件支持数据与您编写的数据相同。 但是、样本大小已更改/增加。

    LMZ20502现在的样本大小为2963。 TPS82130采用更常用的工艺设计、因此样本大小为150、108。

    如果您有具体的可靠性问题、我们也许可以直接讨论这些问题。 请在屏幕右上角开始与我对话。
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    感谢您的支持。 它对我们有很大帮助!

    我们对 TPS82130没有具体的可靠性问题。
    这更是对"寿命与 MTBF"主题的误解。

    此致。

    Mickaël μ A。