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[参考译文] TPS2492:意外过压锁定

Guru**** 2511985 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2492, TPS2492EVM-003

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/1176891/tps2492-unintended-overvoltage-lockout

器件型号:TPS2492

好的夜晚 Rakesh、好的晚间论坛用户、

在使用 TPS2492进行测试期间、我遇到了芯片过压保护问题、并想向您寻求建议、Rakesh。
如需参考、请查看以下相应电路的原理图、其中包括 OV 保护的设计设定点。
e2e.ti.com/.../8741.Schematic.pdf


触发通道的过压保护时、考虑到迟滞、通道偶尔会闭锁、当低于限值(OV、下降)时不会再次导通。
在尝试调试该问题时、我从可控电压源应用了以下测试序列

1) 1)从 Vin = 32V 开始
2) 2) 2秒内斜坡电压达到36V (触发 OV 保护)
3) 3)将电压保持在36V 并持续2秒
4) 2秒内斜升电压低至22V (低于 OV、下降)
5) 5)将电压保持在22V

在图1中、您可以看到电路的常规预期行为。 栅极驱动器在超过35.4V 时关闭通道、并在低于33.1V 时将其重新打开

 

在某些情况 下、对于相同的序列、会发生以下情况(图2):栅极驱动器关闭通道、但在低于 OV、下降时不会重新启动。

我在闭锁情况下测量了 CT 上的电压、意外地在低于 OV、下降时达到4V。 因此、通道会闭锁。




当放大 V (CT)时、可以看出 CT 的充电电流约为27uA、这是数据表中的功率限制/电流限制事件期间的预期值:
µA 表 P.8:µA TPS2492/3处于功率限制或电流限制时、定时器以27 μ s 的电流充电、否则以2.7 μ A 的电流放电



为了避免栅极驱动器在此时实际开关、我限定了 MOSFET 的栅源极电压、但无法观察到栅极驱动器的开启事件:



出于好奇、我在已经锁存的通道上测试了相同的序列、结果如下:
即使对于闭锁通道、当 OV 超过 OV、上升和下降到低于 OV、下降时、V (CT)也会显著上升。




导致 V (CT)上升的原因是什么以及相应的闭锁、我们如何解决此问题?
在我们的应用中、绝对不会出现闭锁。

感谢你的帮助。 如果我可以提供任何其他信息或在解决方案的过程中进行其他测试、请务必告知我。

谢谢

Konstantin E.

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    您好  Konstantin、

    感谢您的联系  

    从 OVP 恢复期间、输出端的负载可能高于功率限制设置  

    您能否在空载时进行测试或增大功率限制值或计时器电容值 并进行检查

    此致  

    Rakesh  

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    尊敬的 Rakesh:

    感谢您的快速回答。 上述测试均在没有负载连接到通道的情况下执行。
    在图4中、您还可以看到、当 达到 UVLO、下降时、栅源电压不会增加到 MOSFET 的阈值电压、因此我们知道 栅极驱动器不会尝试重新启动。

    最好
    Konstantin

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    您好  Konstantin、

    感谢 您的确认。

    也没有过多的输出电容-对吧?

    您能否通过增大功率限制值或计时器电容值来进行测试

    您是否在所有电路板和单元上观察到类似的行为?

    此致  

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    当然可以。 您是否假设我们在开启时处于功率限制状态?

    原理图中所示的输出端只有1uF 陶瓷电容器、通过栅极的 dV/dt 控制、该电容器的容量比容量低1000倍以上、 因此浪涌电流可能会在开启期间触发功率限制。

    如前文所述、 栅极驱动器不会将栅源极电压增加到 MOSFET 的阈值、因此我们不会达到任何 MOSFET 漏极电流流动的程度。 通道完全保持关闭。

    到目前为止、我仅使用一个板进行了测试。 我可以确认问题是否出现在 多个电路板上、直到下周二。
    此时您是否有其他想法、原因可能是什么?

    感谢您的帮助!

    Konstantin

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    初始帖子的更新很少:

    我在图2中意外地发布了一幅图像、其中驾驶员确实没有闭锁(->请参阅红色的输出电压)。 很抱歉。
    下图实际对应于图2、您可以在图2中通过红色输出电压看到闭锁:



    发布的其余图像是正确的。

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    您好  Konstantin、

    是的、我希望器件在 OVP 恢复期间进入功率限制模式。 除此之外、我看不到它无法恢复的任何原因。

    请继续测试并确认。

    如果我们在其他电路板上看到类似的行为、我们可能需要获取您的单元进行调试。

    此致。

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    坏消息。 该问题显示在3个不同的电路板上、也显示在我的同事的 PCB 中、他有一个很小的不同外设电路、完全不同的布局和电路板堆叠。
    我还在电路板上测试了电路是否能够在33.1V 电压下打开(通过 UVEN 引脚循环)并且能够成功运行。


    这一切都指向 IC 内部 原因的方向。 由于 IP (坦率地说、还存在组件可用性问题)、我们无法为您提供我们自己的硬件。  您是否能够在自己的测试板上重新创建我们的原理图并查看是否可以重现错误?

    请告诉我们我们是否能够以任何其他方式支持分析。 如果您想在论坛之外进行讨论、请随时向我的帐户中提供的公司邮件发送邮件。

    期待您的回复。

    Konstantin

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    您好  Konstantin、

    很遗憾听到这个消息。

    让我根据您的原理图在我们的末尾进行交叉验证。 我已经订购了 EVM、我将在下周中旬之前获取该 EVM。 因此、我将能够在下周结束前执行测试。

    如果存在任何不匹配、我们可以提交您的商品进行故障分析。

    此致、

    Rakesh

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    您好  Konstantin、

    只需检查... 应用是航空航天。 在执行这些测试之前、是否将器件暴露在任何辐射中。 我想再次检查是否由于该错误行为而导致的错误行为。

    此致、

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    不用担心-乐意回答您可能遇到的所有问题。
    电路板没有从组装中新鲜出来、也没有暴露于辐射或类似物质中。

    最棒的
    Konstantin

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    好的康斯坦丁 U谅解

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    您好  Konstantin、

    器件会在我的末尾按预期恢复 请参阅以下结果

    此致。

    Rakesh

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    您好 Rakesh!

    感谢您再次向我提供结果。

     在图中、OV、上升值似乎为48V、OV、下降46V、因此与我测试的值大相径庭。
    EVM 的其余部分是否已调整为我在原理图中使用的值?

    另外、您重复测试了多少次? 有时、最多需要15次尝试重现错误。 我不能确切地说 到底是什么会影响到此时发生的概率。

    此致、

    Konstantin

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    您好  Konstantin、

    我已经根据 EVM 原理图进行了测试。 恢复行为与 OVP 阈值无关。

    因为、它不是每次在您的电路板上都可重复。 这是挑战。 您能否共享布局文件进行审阅。 是否可以为调试提供电路板。?

    此致、

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    您使用的是哪款 EVM? TPS2492EVM-003?

    在该处实现了哪个 V_prog 值和计时器电容器? 您能否针对 V_prog 和计时器调整评估板中的相应组件以匹配我 的原理图、然后重试、重现问题? 否则、它将不具有代表性。
    确定时序电容器上的电压范围也有助于了解评估板上的行为。

    如果 您目前仍然无法复制、我可以尝试在公司的评估板上复制它。
    如果您可以分享您的地址、我可以通过电子邮件向您发送我的布局、但如前所述、我们有两个不同的电路板(具有不同的布局和堆叠-均由经验丰富的布局设计人员设计)、在这里会出现问题。

    由于组件可用性以及 IP 考虑因素、发送电路板不是我们的首选选择。  

    感谢你的帮助。

    Konstantin

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    您好  Konstantin、

    是的、我使用 了 TPS2492EVM-003

    空载时、OVLO 恢复与 Vrog 和计时器设置无关。 由于在电路板上未加载时未恢复、我怀疑它是系统/设置问题、而不是器件问题。

    请 评估 您拥有的 EVM 并进行确认。  

    此致、

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    根据 您的响应进行后续操作我使用评估板  TPS2492EVM-003进行了测试、基本上只有一个元件发生变化、这可能重现问题。

    我按以下顺序进行了测试:
    1) 1)从50V 开始
    2) 2)在2s 内将电压增加至55V
    3) 3)将电压保持在55V 并持续2s
    4) 4)在2秒内将电压降至50V


    首先验证序列、在 EVM 处于原始状态时对其进行检查、移除 C9以消除浪涌电流的影响:



    没有预期的锁存器。 一旦 C5更改为780pF、就会出现闩锁。 另请注意计时器电压如何达到4V、 这不能通过 MOSFET 上的实际功耗来解释。



    为了排除任何关断行为的影响、我在已经锁存的状态下进行了测试、即使在这里 、计时器电压也会意外上升至4V




    因此、我们 的特定电路设计和布局都无法解释该行为。 这严重地指向了芯片故障的方向。 您应该能够  通过应用与我为进一步研究所做的相同的更改来在自己的 EVM 上重现此行为。
    我们已经花费了大量时间来排除这是我们设计中的一个特定问题、因此、如果德州仪器能够配合这一工作并为该问题找到快速解决方案、我将不胜感激。

    提前感谢您、期待收到您的回复、

    Konstantin EDL

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    您好  Konstantin、

    谢谢更新、但这很奇怪。 让我检查计时器电容器 C5对恢复行为的依赖性。

    您能否确认所有测试用例的输出电容 C9 47uF 均已移除?

    此外、我是否知道在您的系统中使用此类低计时器电容器的原因?

    此致、

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    感谢您的评论。
    是的、我可以确认所有测试用例的 C9已被删除。 在下面找到所用设置的图像:



    我同意您的观点、它确实不应该对恢复行为产生任何影响、因此我认为有必要在 TI 方面进行调查。

    如上一篇文章的图8所示、芯 片锁存状态下的计时器电压甚至会增加、同时超过 OVLO、上升和 OVLO、下降阈值(芯片既不尝试打开也不尝试关闭)。  

    电容器较小的原因是在短路关断期间保持在 MOSFET 的安全工作区(SOA)内。  当 V_prog 处于~ 0.4V (TI 指定为最小值)并且我们一侧满足通道的电流要求时、这是我们可以使用的最大电容值。

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    您好  Konstantin、

    感谢您的确认。

    请留出一些时间在我们的结束时工作、因为大多数团队都在度假。 我可以在1月6日之前获得更新

    请继续评估其他功能/系统测试。

    此致

    Rakesh

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    您好、Rakesh、

    希望您能够在2023年有一个很好的开端。
    是否有关于该主题的任何新闻? 您是否在此处获得了更新?

    此致、

    Konstantin EDL

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    您好 Konstantin、

    我正在等待来自我的设计团队的更新。 我将在星期一检查并回复您  

    此致  

    Rakesh  

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    早上好、Rakesh、

    有没有关于这个问题的新闻? 我什么时候可以在这里得到答案?

    此致、

    Konstantin EDL

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    您好 Konstantin、

    对拖延表示歉意。 我们的设计团队能够导入所有相关的项目文件、并分析了电路以找出问题的根本原因。 我们也可以在仿真中看到类似的行为、根据设计、较低的计时器电容器会发生类似行为。

    在 OVP 事件期间、该器件运行一个内部抗尖峰脉冲时钟并开始为外部计时器电容器充电一个时钟周期。 内部时钟周期为120us 宽度(典型值)和160us (最大值)。 因此、我们需要选择大于160us 的计时器周期、即计时器电容应大于1.5nF。

    一般情况下、客户 使用大的计时器电容器将较高的计时器周期设置为大于500us、因此我们不认为这是一个问题。

    如果您有后续问题、请告诉我。

    此致  

    Rakesh  

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    您好、Rakesh、

    感谢您的回答和解释。 感谢您的支持。
    我想在这种情况下很快会将最小电容添加到数据表中?

    两个后续问题。

    去毛刺脉冲时钟周期的运行是否独立于 OV 持续的时间、或者如果在120us - 160us 内移除 OV 条件、它是否会被消除? 我们的过压事件所需的时间实际上比120us 少得多。

    您是否知道温度对该时钟周期长度的依赖性?
    这样的图形将非常有用:


    此致、

    Konstantin EDL

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    您好 Konstantin、

    是的。 我们将采取措施更新数据表中的最小电容值

     抗尖峰脉冲时钟具有固定脉冲周期 、该脉冲周期在 OV 触发时启动、并且独立 于 OV 持续时间运行。 根据设计仿真和分析、考虑 到温度和工艺变化、该团队给出了160us 的最大值。

    我们无法提供您所参考的时钟周期长度图。

    此致  

    Rakesh  

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    您好 Konstantin、

    我要关闭此主题。 如果有任何后续问题、请随时发布。

    此致  

    Rakesh