[参考译文] TPS92691-Q1：电阻器持续燃烧

我做了更多的测试、有时 R8在我打开电源时会燃烧、没有任何负载。 我还注意到、如果我并联两个10 R 电阻器以获得一个有效的单个5 O 电阻器、电流限制是两倍、则在负载关断而不是导通时会灼伤。

我刚刚测量了受损芯片之一 Vin 和 AGND 之间的电阻、但未明显烧坏(非板载)、大约为7 O。新芯片上 Vin 和 AGND 之间的电阻约为5 MO。  有三种可能：

1) 1) Vin 突然下降

2) 2) Vout 暂态增加(和+48V)

3) 3) Vin 突然吸收比电阻器更多的电流、在某些情况下、IC 可以处理

坦率地说，我发现 1)和2)这些很难掌握。 VIN 是一个电源输入引脚、而不是稳压的 Vout。 此外、+48V 直接来自电源、它是稳定的。 我将一个小型电感器与 R8串联。 这应该已经处理了任何瞬变。 它没有。

因此、我们剩下3)。 如果 Vin 突然吸收的电流超过 R8可以处理的电流、R8会烧坏、但 U1受到保护。 明白了。 简单。 但什么会导致 Vin 消耗足够的电流来损坏芯片？

VIN 为内部 LDO 供电、其本身为基准和栅极驱动器供电。 我真的看不到参考引用会消耗大量电流的情况。 另一方面、我当然可以看到栅极驱动器灌入大量电流。

导致这种情况的原因是什么？

输入电压的电流限制是多少？ (它不在数据表中)？

您好、Alexander、

您能否在10欧姆电阻器上进行差分测量以查看此测试期间电流在做什么？  您应该查看栅极输出、以查看测试期间栅极驱动是否存在任何异常。   VIN 是否有任何输入滤波电感器？   您还可以测量 VIN、以查看测试期间是否存在任何瞬态。

正确的做法是、Vin 为内部 LDO 供电、该 LDO 为栅极驱动器输出供电。  VREF 的最大电流消耗为38mA。  因此、10欧姆的功率降耗散可能高于1W。  您还可以尝试使用另一个10V 的外部电源为 TPS92691的 VIN 供电、以查看是否存在问题。

注意：LED 负载是恒定输出电压负载、与在输出端使用电阻负载完全不同。  驱动电阻负载时、环路可能不稳定。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

电阻器或芯片烧断有三种情况。 在这三种情况中、电阻器并不总是会烧断、但有时会烧断。

1) 1)当我为器件加电时。 在这种情况下、负载是开路的。 我想、当 Q2关闭时、这会是类似的

2) 2)当我打开我的回放时

3) 3)当我关闭我的回放时

如果这些是离散事件、则很难测量 R8上的压降。 在正常运行下、压降非常小。

-栅极驱动对我来说很好。 前沿略有卷曲、但其他方面很干净。 没有任何尖峰。

-I 将一个小型10uH 电感器与+48V 和 Vin 串联。 它对电阻器还是芯片烧坏没有任何影响。 我查找了瞬态(通过一些巧妙的边沿触发)。 +48V 看起来正常。 我对它的清洁程度感到惊讶。 即使这样、10uH 电感器也应处理电流中的浪涌

我将尝试从10V 为 Vin 供电、看看这是否有用。

其他问题：

"Vref"表示 Vin 的最大电流消耗是否为38mA？ 如果不是、Vin 的绝对最大电流是多少？ 数据表显示最大绝对拉电流和灌电流为500mA。 如果我们尝试将500mA 的电流推出栅极、那么这肯定会使 R8发生烧断、但如果芯片正在燃烧、这意味着我们将尝试驱动超过500mA 的电流。 我使用的晶体管的栅极电容仅为35nC @ 10V

我用较低值的电阻器替换了 R8、包括一个0 O 跳线。 当我这么做时、芯片本身会烧坏。 这表明芯片本身吸收了破坏性电流。 我将 R15 (与栅极驱动器串联的电阻器)替换为10 O 电阻器、这也没有帮助。

我还认为你的数学是错误的。 承载38mA 电流的电阻器的功耗为14mW (P=I^2*R)

我的第一个检测本能是在我的回放中使用 CV (恒定电压)模式。 它会立即导致 R8烧断、这就是我切换到电阻负载的原因。

您好、Alexander、

我们必须进行故障排除、以查看问题所在。  在此期间、输出电流在做什么？  您还可以提起 R15的 VIN 侧、并使用导线重新连接、以使用电流探头测量电流。  在此期间、输出电流在做什么？  

正如我提到过的、驱动一个 LED 是一个钳位电压输出与一个电阻负载。  在此期间、您是否使用示波器探头测量了 VIN 上的电压以查看发生了什么情况？

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

电路板上有几个死部件正在解决问题。 当我简单通电时、它们导致 R8烧坏。 已修复此问题。

当我从大型负载转到开路负载时、R8仍在燃烧。 我不确定这是否是 PWM 调光问题、但这可能是非常好的。 Vin 的稳态电流不是问题。 由于它仅在我关闭我的回放时、我会推测它是一个瞬态、我没有用于示波器的电流探头、甚至没有差分探头。

今天、我将使用我们的 LED 阵列对其进行测试。 如果它可以处理 PWM、那么我只需要找到另一种方法来验证电源。

尊敬的 Tuan：

Vin 的绝对最大电流限制是多少？

谢谢、

亚历山大

尊敬的 Tuan：

我使用我们的 LED 阵列运行了测试。 我们最终烧毁了最后一个芯片(我们已经订购了更多芯片)。 发生在我关闭电源时。 我想我已经弄清楚正在发生的情况。

在正常运行期间、电感器正在充电和放电。 断电后、Q2关断、L1除通过 R8放电外没有其他地方可放电。 当我关闭我的回放时、也会发生同样的情况。 你怎么看？

如果您同意这一假设、那么最好如何解决这个问题？

您好、Alexander、

我不想在这里猜测发生了什么。  我要求获取有关该部件在先前帖子中关闭时发生的情况的示波器截图。  您能为我们获取这些示波器截图吗？

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

这是2A 负载下的栅极驱动

这是6A 负载下的栅极驱动。

较大负载下的电压尖峰更大、但我认为这不会导致问题。 我们还探测了 Vin、它看起来非常干净。 关闭电源时没有看到任何尖峰。

我们还尝试使用外部12V 电源为 Vin 供电。 我们在尝试这个之后没有烧坏芯片。 但是、我们现在在高于2.8A 的任何负载下都有相当大的声音振铃

我们还尝试了 PWM、它肯定不喜欢、但一旦我们确定 CW、我们就会处理它。

谢谢、

亚历山大

尊敬的 Tuan：

更确切地说、这些栅极驱动器的图片是在我们开始使用外部电源之前展示的。 转至外部电源后、栅极驱动器的外观如下所示：

您好、Alexander、

我希望您使用关闭 PWM 调光的信号边沿触发示波器、以查看所有请求的信号发生了什么情况。  尤其是 VIN、GATE、输出电流和 Vout-以及 LED 上的电流和 TPS92691的 VIN。  这样、我们就可以确定在 PWM 关闭时导致烧毁的原因。  只有少数事情会导致这种情况。  一种是 VIN 上的过压、VCP/VCSN 或导致 R8烧毁的过功率。  我将帮助我们调试该问题。

因此、如果您使用外部10V 电源、那么该器件不会损坏、正确吗？  但您的栅极驱动存在问题。   对于10V 外部输入、请尝试向 C6添加10uF 电容、以查看您的是否使用了10欧姆电阻。另一个词是直接将10V 电源连接到 VIN、并额外使用10uF 去耦、以查看它是否可以解决问题。   

我们通常不会以您所做的理由来做任何事情。  您已将两个不同的接地端隔开、并将它们与 R1零欧姆电阻器连接在一起。  由于您在功率级上使用的高电流、我对这里的一些布局提出了疑问。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

没错。 当我使用外部电源时、芯片不会烧坏、但它会破坏栅极信号。 我当然可以添加一个10uF 电容器来代替 C6上的100nF 电容器。

拆分理由是一项非常审慎的决定。 流经0 R 跳线的电流应该非常小。 所有高电流路径都位于电源接地端。 模拟接地仅适用于敏感的低电流组件。 过去、当正确完成后、我发现它产生了显著的影响。

我在打开和关闭 PWM 时查看了 Vin。 我没有看到任何电压尖峰(尽管我在烧坏芯片时没有这样做)。 事实上，放宽期其实是相当长和平稳的。

正如您所说的、实际上只有几种可能：负载消耗的电流过大、或者存在电压尖峰。 考虑到通过外部电源供电可以解决问题、我倾向于后者。

我认为我没有任何额定电压为48V 的10uF 陶瓷电容器、但我应该有额定电压为10V 的电容器。我将尝试一下。

尊敬的 Tuan：

在 C6上添加一个10uF 电容器没有任何作用。

该电路在音频频率处嗡嗡声、音频频率随电流的变化而变化。 您可以看到我在下面附加的视频。

e2e.ti.com/.../IMG_5F00_3283_5B00_1_5D00_.MOV

我确实做了一个奇怪的观察：每当我接触到一些接地的东西(无论是示波器探针还是 BNC 电缆)时、电路会不稳定、LED 会快速闪烁、嗡嗡声会增加。 请观看以下视频：

e2e.ti.com/.../IMG_5F00_3282_5B00_1_5D00_.MOV

打孔时、我将一根导线从 Vin 连接器的 PGND 焊接到 BNC 电缆的 AGND。 它产生了巨大的影响。 该电路在任何负载下都不再噪声。 如果我使用示波器探针连接 BNC 电缆或触摸 GND、仍然会感到很谦卑、但情况几乎没有那么糟糕。

当我使用 PWM 操作它时、它也会起作用(我尝试从100Hz 一直到100kHz)。 我不确定这是否完全可以避免、但如果可能、我希望避免这种情况。

对我来说、这听起来像是接地问题。 我们将有一个板载 DAC、这意味着它需要连接到微控制器的接地端、我不希望它发出嗡嗡声。

我肯定会将 AGND 连接到 IC 的 PGND、而不是很远、但在我旋转一组新的电路板之前、我希望更好地了解正在发生的情况。 在 PWM 模式下、您是否可以建议进一步减轻嗡嗡声？

谢谢！

亚 历山大、您好！我们这个问题的专家目前正在庆祝中国新年。 请等待回复延迟。 感谢您的理解。

您好、Alexander、

我实际上在美国。  我对您在上一篇文章中在电路板上接地的方式有疑问。  当它发出嗡嗡声时、LED 电流会怎样？  在此期间、栅极驱动器和电感器上的电流在做什么？  您有一个极高的电源电路、因此必须小心接地和电路板布局。  话虽如此、您的电路板布局应是 TPS92691的实心接地层、以及低电流和高电流侧的所有元件。  一般而言、这就是我们对大功率电路所做的事情。   

我仍然怀疑10V 至 VIN 不能正常工作。  对 VIN 施加10V 电压后、没有任何变化、除非电路将电压降至 VIN、否则电路是相同的。  只需记住在进行测试时先为48V 输入供电、然后为10V 供电。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

嗡嗡声开始于大约2.6A。频率随着 LED 电流的增加而以步长变化。 您可以在我发布的第二个视频中看到"听到"这一点。 我无法真正进行任何可靠的测量、因为每当我触摸任何节点(而不仅仅是接地)时、一切都会开始振荡(请参阅我发布的第一个视频)。

我将模拟接地平面拆分、只使用跳线将它们连接起来。 我在另一个设计中遇到了相反的问题、我不得不拆分接地平面、我也尝试了这种设计。

电路板布局如下：

电源接地位于底层、模拟接地位于顶层板的左侧。

我构建了一个简单的10V LDO、并将其用于为 VIN 供电。 我不知道为什么只有在 VIN 由 LDO 供电时才会发生振荡。 无论我是使用 LDO 还是使用外部电源、它的运行方式都是一样的、并且与电压无关。

我也遇到了一些挫折。 我在上一条消息中说过、我通过一条额外的导线将 PGND 连接到 AGND、并在 CW 模式下修复了该问题。 不幸的是，问题又重新出现，而且正在积极地展开。

谢谢、

亚历山大

尊敬的 Tuan：

完全免责声明：我在我的工作实验室和我的家庭实验室做了一些工作(我在家里有一些我在工作时没有的设备和软件)。 我遇到的大多数问题都是在我的家庭实验室。 我今天在工作实验室进行了一些测量、并且能够在整个电路振荡的情况下探测栅极。 在 CW 模式下、我仍然遇到嗡嗡声问题。 我在这里有栅极信号的屏幕截图。

800mA 负载(无嗡嗡声)

3.5A 负载(嗡嗡声)

5.5A 负载(嗡嗡声)

7.5 A 负载(嗡嗡声)

我会说3.5A、5.5A 和7.5A 的栅极信号看起来是可疑的。

我今天做了更多的测量。

以下是 IS 的一些屏幕截图：

负载电流为1A

2A 负载

3A 负载

4A 负载

5A 负载

我还查看了脉冲的频率。 短脉冲为147kHz、远远超出人类的听力范围。 脉冲越长、脉冲就越高、就在声音寄存器的上部。 我想这就是我们听到的内容。 请参阅下面的屏幕截图。

我还通过测量得出。

负载电流为1A

2A 负载

3A 负载

4A 负载

5A 负载

在我看来、可能会关闭芯片、因此我也测量了 OVP。

负载电流为1A

2A 负载

3A 负载

4A 负载

5A 负载

您好、Alexander、

它看起来像是环路不稳定、这就是我想要 LED 电流的示波器捕获的原因。  作为测试、请将我们的 R14 (0欧姆)短接并将 C14更改为0.1uF、以查看它是否有助于解决您的问题。  这将降低环路的带宽。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

我更换了您建议的部件、但仍令人感到嗡嗡声。 回顾一周前我发布的屏幕截图、147kHz 栅极信号具有大约75%的占空比、这正是它应该具有的占空比。 将电源替换为10V 电源后、 栅极信号为147kHz 方波、占空比约为95%、叠加在占空比约为75%的10kHz 占空比上。 不应存在10kHz 占空比、147kHz 占空比应具有较低的占空比。

尊敬的 Tuan：

我认为进入 SR 锁存器的一个或多个信号是误触发。 我认为电子表格中的方框图是简化的、但为了获得持续的"关闭"周期、S 必须在该时间段内保持低电平。 无论 R 是0还是1、如果 S 是1、Q 也将为1。 因此、振荡器的情况并不正确。

此外、用于设置占空比的信号也不能正确。 我假设进入或门并馈入 SR 锁存器的最大占空比信号是一个短脉冲、其上升沿位于占空比的正确部分。 它会在时钟触发之前立即触发、从而使栅极降低、尽管太晚了。

有什么想法吗？

您好、Alexander、

您能否在同一个捕获上获得 VIN、VCC 和 GATE 的示波器捕获。  我假设 U1的 VIN 上有10uF 的电容来对 VIN 进行去耦是正确的。   您仍有48V 电压进入功率级是否正确？  将 VIN 与 TPS92691分离过去没有任何问题。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

我想我们只有两个探针、但我可以获得 VCC 和 VIN 以及 VCC 和 GATE。

谢谢、

亚历山大

尊敬的 Tuan：

是的、Vin 上有一个10uF 电容、我们仍在使用48V 电压为电路供电

下面是 Vin (黄色)和 VCC (绿色)的图片。

负载电流为1A

尊敬的 Tuan：

我们仍有一个10uF 电容器去耦 Vin、我们仍在使用48V 电压为电路供电。以下是屏幕截图。

负载电流为1A

2A 负载

3A 负载

4A 负载

5A 负载

这里是 VCC 和栅极

负载电流为1A

2A 负载

3A 负载

4A 负载

5A 负载

您好、Alexander、

电感器的饱和电流是多少？  我假设您在这样做时、R14短接、C14为0.1uF、并在为10V 加电之前先为48V 上电。  如果不是、请更改为这些值。  如果不稳定仍然存在、则尝试将 C14更改为.47uF、然后再次运行。  只需针对2A 负载情况执行此操作。  还使用示波器捕获来测量 IADJ 电压。

然后、对于 C14、请仅以48V 输入电压和0.47uF 电压运行、以查看开关是否稳定。

这不起作用、那么我将为您设置 WebEx。  也可能存在布局问题。

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

是的、我在 R14上放置了一根跳线、并将 C14更改为100nF。 10V 电源由48V 电源供电、因此没有它就无法提供任何电压。 当我使用外部电源时、我始终先给48V 电压上电。

我使用的电感器饱和至12A。我们开始听到大约2.5A 的振荡、纹波肯定不是很大。

我不确定我们手头是否有470nF 电容器、但我将检查。 否则、我将导通440nF 或500nF。

我怀疑这是布局问题。 当我们从48V 为 Vin 供电时、我们没有遇到这个问题。这个问题只在我们从10V 切换到为 Vin 供电时出现。我将注意到、我们尝试从10V 到35V 的任何地方为 Vin 供电、但这并没有什么不同。 似乎电路不喜欢由外部电源供电。

我将立即为您获取屏幕截图。

尊敬的 Tuan：

我在 C14上放置了一个470nF 的电容。 行为没有改变。 下面是您请求的 IADJ 屏幕截图。 忽略绿色信号。 它没有做任何事情、我只是没有关闭它。 这大约是3.5A

我还截取了另一张带交流耦合的 VCC 屏幕截图。 它出奇的嘈杂。 该电流的负载约为1A

和 Vin、噪声更小。 这个的负载也大约为1A

亚历山大

这就是问题所在...您将在48V 电压的同时施加10V 电压。  10V 电压最高可达4.5V、然后器件的软启动开始工作、而48V 电压不在范围内、实际上您没有软启动。  这就是为什么我提到在为48V 电压加电后必须提供10V 电压的原因。  请为其提供另一个外部电源。  如果无法将导线焊接到 SS 电容器 C10上、将其短接至接地端、并在负载上升后将其移除。  这将为其提供软启动。

谢谢 Tuan

我可以尝试一下、但对我们的产品来说、实施这种方法会很困难。 需要48V 和 Vin 之间的延迟多大？ 当我使用外部电源时、我确实尝试了这种方法、但它没有什么不同、但我会再次尝试它。

您好、Alexander、

您在这里遗漏了这一点。  我们正在尝试弄清 R8或器件烧断的原因、这将限制 Vin 电压、以查看它是否与此相关。  这将使我们看到导致这种情况的方向。   

谢谢 Tuan

尊敬的 Tuan：

我们尝试通过 SS 关闭芯片、但仍然存在相同的问题。

谢谢 Tuan、这将是完美的。 明天大部分时间我都应该是免费的。 您处于哪个时区？