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[参考译文] LM5119:导致器件故障的客户设计错误

Guru**** 2502235 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5119

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/736203/lm5119-customer-design-error-resulting-in-device-failure

器件型号:LM5119

您好!

我使用 LM5119来产生连接的单路输出(即交错运行)电路。  输入电压规格为24 - 65V、输出电压可在~5至12V 之间变化、由馈入 FB 节点的外部 DAC 通过2k 电阻器进行设置。  该电路通常工作良好、具有良好的输出电流能力、整个范围内的精确输出电压、可承受短路、可在整个输入电压范围内工作。

我看到的问题是偶尔出现灾难性的设备故障。 LM5119发出的光会闪烁、随后会有少量烟雾、而 LM5119不再是这样。  尽管我在一次情况下同时具有高侧 FET 裸片、但电路中似乎没有其他器件在故障期间损坏。  我认为这与 LM5119无关;这完全是我的错、但我不确定导致故障的原因是它发生得不可预测、也很快。  我曾通过使 DAC 输出的阶跃从4变为0V 来引发此故障。  这应该会导致相应的输出电压从4变为12V、但 IC 会爆炸。

我应该补充的是、这个电路是由一个公共 HV 总线供电的很多基本上完全相同的电路之一。  它们具有同步的时钟、但彼此之间的相位偏移、以在整个时间内均匀地分配电流消耗。  HV 总线上总共有160uF 的陶瓷(X7R)电容。  还有一个60V TVS、似乎什么也不做。

您对可能导致 LM5119烧断的原因有什么看法吗?e2e.ti.com/.../Servo-Switcher_2D00_Servo-A-Switcher.pdf

此致、
Andrew

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    尊敬的 Andrew:

     您知道发生故障时的 Vin 和 Iout 情况吗? 下面是我的想法。

     LM5119 输入电压速率为65V。 如果您的输入电压高达65V、则开关期间的瞬态 Vin 电压可能超过65V 并损坏 IC。

    另一种可能是开关节点上的高电压尖峰。 您能否检查使用示波器探针检查 SW 电压尖峰?

    LM5119内部 LDO 用于为栅极驱动电路供电。 当 VIN 为高电平时、IC 上的功率损耗可能会很大。 您能否在高输入电压条件下检查 IC 温度是否非常高?

    4. 如果故障发生在 Vout 转换期间、您能否降低转换压摆率并查看故障是否与 Vout 压摆率有关?

    谢谢

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    您好、钱
    非常感谢您的帮助。

    当我注意到故障时、VIN 高于42V。 我认为输入电压较低时没有发生过这种情况、但我无法100%确定。 在有负载和无负载的情况下发生。

    1.我将 HV 电源轨(Vin)限定在各种电压和负载下。 峰值比标称值高+2V。 对于一个常见的开关轨、它看起来非常干净。
    2.是的! Vin=40V 时的 SW 节点振铃为+68V。 它在某种程度上取决于负载。 Vin=50时、SW 节点振铃高达+80V。 我没有尝试 Vin = 65V、因为它显然会过大。 这几乎肯定是我失败的原因。
    3. LM5119 IC 温暖但不热。 我通过来自单独12V 电源的二极管为两个高侧栅极驱动器提供+12V 电压、因此内部 LDO 稳压器不应执行任何工作。
    4.好主意。 我将计划压摆率限制任何输出电压变化、只是为了安全起见、但我认为项目2可能是导致故障的原因。

    我已经对缓冲器进行了实验、可以减少 SW 节点上的振铃、但价格是缓冲器中的功率耗散增加。 3.3nF 和10欧姆的串联组合可在不产生过多功率损耗的情况下提供合理的结果。 更大的电容器值在减少振铃方面更好、但电阻器功率耗散会以惊人的速度上升。

    我还将研究一个栅极或自举电阻器、以减缓高侧 FET 的导通。 您是否有任何价值建议?

    此致、
    Andrew
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    进一步试验缓冲器值、使 SW 节点上的过冲再次减少30%。 我现在有一个1欧姆电阻器和一个3.3nF 的串联电容。 缓冲器中的功率耗散变化不大(似乎主要取决于电容器值)、但我将电阻器的额定功率增加到0.5W、使其位于安全侧。

    在最坏的情况下、我现在只略高于75V 的器件限值、因此、希望添加自举电阻器或铁氧体将使我进入器件限值、而不会对效率造成太大的影响。
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    尊敬的 Andrew:

    谢谢您的 udpate。
    我建议使用自举电阻来减缓高侧 FET 的导通、并降低开关节点上的电压尖峰。


    谢谢
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    非常感谢您的帮助!