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[参考译文] TPS7A4001:连接电池时 FB 和 Vout 引脚故障

Guru**** 2387060 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A4001
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/648690/tps7a4001-fb-and-vout-pin-failure-when-battery-is-attached

器件型号:TPS7A4001

大家好、

发现当电池连接到电路时、TPS7A4001很容易损坏。

现在、将80V 电池用于 TOS7A4001的输入、输出为40V、应用中的典型负载约为2mA。

下面是原理图。

已看到引脚 FB 和引脚 OUT (两者或其中之一)损坏、OUT 和 GND、FB 和 GND、OUT 和 FB 之间的阻抗通常约为350~500欧姆。

我已经检查了 VIN、OUT、FB、EN 引脚上的波形、没有看到过大峰值(几乎没有过冲)电压、所有波形都在数据表的规格中。 (在启动和稳定状态期间)

之后、我还在启动期间检查了输出电流。 (R75的电流、其他导线必须切断、不易测试、仍然没有足够的时间)可以观察到大电流、请参阅下文。(黄色:输入电压;蓝色:输出电流)

软启动似乎不会产生一些影响。 为什么? 它是否与高 dv/dt 有关?

谢谢。

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    此外、从 VIN 到 OUT 之间未观察到短路。
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    尊敬的 Robin:

    感谢您在帖子中发布示波器截图。 您是否能够提供更多显示输入电压、输出电压、输出电压和输出电流的示波器截图。 这将能够帮助我们了解正在发生的情况。 如果您可以尝试短接 R75、这也可能对您有所帮助。 您要在输出电容器中添加10欧姆的 ESR、这可能会导致一些稳定性问题。 如果您需要该电阻器、我建议将其放置在 LDO 之前或输出电容器之后。

    此致、
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    尊敬的 Robin:

    您能否还向我们展示输入电流的图片? 它看起来在~40us 的时间内可能会变得非常高、这可能会导致一些问题。

    此致、
    标记
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    尊敬的 Robin:

    我同意 Mark 的说法、您至少应该在 R75电阻器之前添加另一个电容器;使用 R75、您的电流原理图在 TPS7A4001的输出端没有所需的电容。

    另一个潜在问题似乎与电容器 C41有关。 当您在启动时进行剧烈的电压转换时、由于存在10nF C41、TPS7A4001的反馈引脚可能会超过允许的最大电压(仅为2V)。 发生这种情况时、您的 FB 引脚可能会首先损坏。 一旦您的反馈引脚损坏、您可以看到 TPS7A4001的输出具有非常高的增益、这也可能损坏输出引脚。 正如 Mark 建议的那样、前40us 的电池电压仅为65V。 这可能是由于电池上的重负载引起的、而这可能是由 FB 引脚损坏引起的。 为了确认是否存在这种情况、请在启动期间监控 TPS7A4001的 FB 引脚、以查看电压是否确实超过2V。

    此致、
    Jason Song

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    感谢大家的答复。

    Jason、  

    关于 C41的第二点、我们之前注意到了它并将其删除。 故障仍然存在。 制造了约400块电路板、发现了一个故障。  

    我们了解到原理图不好、可能存在不稳定问题。 但是、很难说服客户这种不稳定可能导致损坏。  由于芯片损坏会起火、客户担心另一个好的电路板将来可能会有同样的问题、他们必须停止制造并等待所有最终产品的发货。 如果它们移除 R75、并且在制造数千块电路板后仍然会出现故障、那么数千块电路板就意味着它们会遭受极高的损失。 一个电路板的成本为100美元。  

    1) 1)从电流波形中、您可以看到大的浪涌输出浪涌电流。 如果 SS 函数正常工作、则不应发生这种情况。 那么、我们的问题是、高 dv/dt 是否会导致 SS 故障?

    2) 2)故障器件显示 FB 引脚与 GND 引脚之间的电阻较低(~300Ohm)。 如果 FET 损坏是由浪涌电流引起的、为什么 FB 电路损坏?

    3) 3)移除 C41后、我们监控了 FB 电压、但未发现高电压。 因此 FB 应受到其上的直接高电压的损坏。

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    您好、Zhengxin、  

    感谢您为我们提供更多详细信息。 如果在 C41被移除后问题仍然存在、则可能是由于 Vout 过冲、FB 引脚在启动期间损坏。 如前所述、该原理图没有 LDO 运行所需的输出电容。 如果没有输出电容器、则在应用80V 电池后、第一级 LDO 的 Vout 很可能会出现较大的过冲。  

    为了让我们确定问题、您是否会提供一个屏幕截图、其中包括器件上启动行为的 Vin、VFB 和 Voutput? 屏幕截图将帮助我们确定根本原因。 如果您还可以包含您已有的浪涌电流、那就更好了。 通常、浪涌不一定会损坏引脚、引脚更可能会因电压而损坏。  

    此致、  
    Jason Song

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    您好、Zhengxin、

    正如 Jason 所说、我们需要更多信息来帮助您解决这个问题。 您可能会在快速瞬态条件下对 LDO 的输入造成问题。 您能否尝试降低输入电压波形的速度、看看这是否能解决您的问题? 您可能需要尝试的另一件事是、移动 LDO 前面的10欧姆电阻器是否可以解决问题、因为它有助于限制流过 LDO 的电流。

    此致、
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