[参考译文] LM22678：故障

您好！
我进行了一些其他测试。 我断开了所有负载、并将一个25W 微调电阻器连接到电源2.6-2.8A。 我用长电缆连接了它。 我使用所有电解输入电容器(5440uF 总电容)和仅使用一 个电解输入电容器(680uF 总电容)测量了输入电压(+35V)和输出电压(+5V)。 通常、当电容器全部连接时、它会破裂、但我一直尝试将其移除、仅用于测试。

前面的图考虑了所有电容器的测试(总电容为5.44mF)。  电压为+35V 和+5V 电源。 您可以看到、连接负载时纹波增加、断开连接时减少。

前面的图考虑 了+35V 和+5V 时仅使用680uF 电容器进行的测试。 您可以看到、+35V 时的纹波要大得多。 在+5V 上有一些随机噪声。 我曾多次尝试打开和关闭负载、并在其他时间将其保持打开状态。 几秒钟(30-50)后，它再次起火。

之后、我注意到+5V 线路上的100u 输出陶瓷电容器的电容要低得多(因为它是 X7R)。 因此、我添加了大量输出陶瓷电容器(总共有效电容为130uF)、并使用680uF 输入电容再次进行了测试。 但它再次烧坏了。 在此之前、由于过热、它会重启几次。 您可以看到下面的图。

在这种情况下、该图从连接负载开始、然后在重新连接后断开负载、然后移除电源。 它是+35V 电源。

这是负载开启时5V 的缩放。 我认为噪声是由内部 MOSFET 开关引起的。 我将示波器探针放置在尽可能靠近 DCDC 的位置。


输入电压看起来不错、没有过冲。 这个问题在输入电压上应该是奇怪的、因为生成+12V 电源的另一个 LM22678永远不会损坏。
问题是否可以由其他组件引起？ 二极管的器件型号为 MBR10200、电感器为 ASPI-0630LR-5R6M-T15。  
您还有其他想法或测试建议吗？

以下图片是在第二次损坏后拍摄的、这是具有较大输出电容器的。







感谢您的支持。

Lorenzo

您好、Brani、
感谢您的支持。

1) 1)我一直在通过以下公式提高电感器值： ASPI-1040HI-100M-T05。 它更大、但 PCB 足够大、可以放置它。 起初、我尝试用直径为300mm 的大风扇冷却直流/直流转换器、这样直流/直流转换器的温度为70-85°C (158-186°F)。 它工作了一个小时，没有任何问题。 因此我决定停止风扇。 温度升高、直流/直流转换器开始因过热而重新启动。 我将其关闭、因为我确信、如果我将其打开、它将再次失败。  
2) 2)我已经购买了一些15A 和20A 肖特基二极管(DST2050S、 DST1545S)来使用它们测试直流/直流转换器。 我将尽快对其进行测试。 为什么您认为二极管会成为问题？ 当然、二极管大部分时间都将导通、但这对于直流/直流转换器而言是否会成为问题？ 您的建议是关于可能缩短二极管寿命的吗？
3) 3)在最后的测试中、有6x100uF 1206陶瓷电容器。 根据数据表、在5V 时、有效电容为1 33uF、而在其他4 22uF 条件下为1 33uF (有2个不同的器件型号)。 因此、电容的总大小为(22*4+33) uF = 121uF。 将来我会使用电容。

在第二个原型中、我为直流/直流转换了不同的布线。 如下图所示。  PCB 将是4层。 在底层和第二层中、接地平面扩展到任何位置。 在第三层和顶层、它们也很大。 我在2 DCDC 下的电路底部的阻隔板上留下了一个矩形、因此可以在底部安装散热器。








您认为这是一种良好散热的好方法吗？ 您对布局还有其他建议吗？

您还有其他测试需要建议吗？

非常感谢
此致
Lorenzo

您好 Lorenzo、

上述建议的想法针对您的设计中使用的大多数外部组件、以便找出根本原因。

从您的描述中可以看到、问题可能与35至5V 转换电路的热性能有关。 请参阅器件 EVM 中有关布局以实现最佳热性能的屏幕截图。 强烈建议在 IC 上外露焊盘区域以及再循环二极管下方添加多个散热过孔。

您在上述帖子中显示的布局看起来比初始 PCB 布局更好。 但是、我认为在 IC 的外露焊盘和二极管上有更多的过孔是有益的。 我可以看到、二极管下方没有散热过孔。 我们还建议选择具有外露焊盘的二极管、以提高热性能。 在顶层和底层覆铜有助于散热。

在布局中、IC 附近没有任何输入电容器。 必须将至少小的旁路电容器(100nF 或类似电容器)放置在 IC 上应去耦的引脚附近(在这种情况下、引脚2和4之间)、这一点非常重要。 大脉冲电流将流经 Vin/GDN 引脚、正确的去耦对于正常功能非常重要。

您是否制造了新电路板、或者是否有机会进行一些布局更改？ 如果您可以进行更改、请提供布局文件以供审核和评论。此时、我觉得我们需要通过改进的布局来验证器件性能、以便就根本原因得出任何结论、

此致

Brani

您好 Brani、

我重新发布了前一张照片、并添加了一些详细信息。 我强调了：
-输入电容器、您认为在这个位置它们离直流/直流转换器太远了吗？ 它们的总电流为10 μ F。
二极管的接地过孔。 接地引脚是在过孔附近突出显示的2个引脚。 您认为没有过孔吗？

前3块电路板已制造。 明天我将添加所有组件并开始一些测试。 当然、在大量生产之前、可以对电路板进行修改。 我想我可以向右移动二极管和电感器、以便在二极管附近有更多的接地平面、并向下移动输入电容器。 我可以在我完成最后一个版本时向您发送一些照片。

关于 LM22678散热焊盘下方的过孔：如果下方有大量过孔、那么停滞的过孔是否会注入其中、从而对元件造成焊接问题？ 如果您认为这不会产生问题、我当然可以在所有散热焊盘区域上添加通孔。



感谢您的支持！

Lorenzo

您好 Lorenzo、

感谢您提供此布局屏幕截图。

当然看起来更好、但我有一些建议：

1. 输入电容器离 IC 引脚太远。 如果可能、请将小型旁路电容器(47或100nF)放置在非常靠近其要去耦的引脚(2和4)的位置。
2. 为了获得最佳效果、我强烈建议尝试复制器件 EVM 上的布局。 这是经过验证和测试的布局、可让您以最少的校正次数更快地使用设计解决方案。
3. 关于接地焊盘中的散热过孔：请随意在外露焊盘中添加一些过孔。 您当前显示的是水平和垂直过孔行的混角。 我建议在 x/y 方向将过孔数量减少一倍或三倍。

期待您使用新电路板进行更新。

此致

Brani

您好、Brani、
我曾尝试复制尽可能类似的方案、但输入和输出方向增加了难度。 这些是照片：

没有平面、所有层

顶部带平面

顶部和底部具有除接地平面以外的所有平面。

接地平面位于所有4层中、输入电容更靠近输入引脚、5V 电感更大(10uH)、我添加了一些输出电容器1210 (5V 时为130uF、12V 时为47uF)。 我添加了大量过孔。

你怎么看？

此致

Lorenzo