This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TPS61022:器件因 SW 引脚上的过压情况而发生故障

Guru**** 2782445 points

Other Parts Discussed in Thread: TPS61022

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/878154/tps61022-device-failing-from-overvoltage-condition-on-sw-pin

器件型号:TPS61022

我在原型评估测试期间遇到 TP61022器件出现故障的问题。 在低输入电压(大约2.7V)下、满载条件下、我有大约6个器件发生灾难性故障。  在阅读论坛并进行大量仔细的测试和分析后、我设法找到了问题的原因。

 

附件我提供了一份电路副本、一条没有钳位的开关引脚电压曲线和一条具有钳位功能的开关引脚电压曲线。

 

本质上、随着输入电压下降和输出负载增加、开关引脚上的关断过冲增加。  大多数故障都是在输入电源关闭时发生的、在这种情况下、由于 SW 引脚没有钳位、电压过冲尖峰远超过7V。  这超出了器件开关引脚的绝对最大额定值。

 

我在引脚接地时尝试了一些缓冲(应用手册中建议的100pf 和10R)、但成功有限。  布局符合 TI 建议、输出电容器直接连接到 Vout 和 GND 引脚。 是的、走线短、布局紧凑、是的、我在器件引脚的输出端使用陶瓷电容器。  我已经设计开关模式电源20年了、我充分意识到 PCB 布局在电源开关电路中的重要性。

 

我发现、在开关引脚和 Vout 引脚之间放置一个肖特基二极管是将电压钳位到安全水平的最有效解决方案(请参阅上次连接的布线)。 在二极管就位的情况下、在所有输入电压和负载条件下、SW 引脚上的电压被钳位到6V。 我能够在不发生任何故障的情况下让器件顺利完成其工作。

 

我对这些调查结果有以下问题/顾虑。

 

  1. TI 是否知道此问题(我在论坛中看到其他公司的工程师在器件自毁方面遇到问题)? 如果是、您建议进行哪些修复?
  2. 如果要使用 SW 和 VOUT 之间连接的 SS14肖特基二极管来钳制过冲、我们是否需要考虑任何问题?
  3. 对于开关波形的导通边沿(即低于0V)上可能出现的任何负瞬态/振铃、我们是否需要同样小心?

 

  • 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。

    您好、Wilson、

    非常感谢您的建议和总结! 我们还注意到了 E2E 和看到类似案例的客户的反馈。  

    我们还尝试让客户注意布局(最近我们在数据表的第一页上放置了建议的布局图片、以便让客户了解其重要性)。 您可能已经在 E2E 上看到很多我的回复、告诉他们优化布局、因为并非每个人都有20年的开关模式电源设计经验。 我在 E2E 上创建了一个常见问题解答、其中显示了一位优化布局的客户、然后器件故障问题消失了。

    您会发现器件在低输入电压(输入压降)下会受损是正确的、因为当输入电压下降时、器件仍会切换并增加占空比、以使输出电压保持稳定在原始值。 电感器电流增大。 SW 节点处的尖峰与输出电容器和 IC 之间的 PCB 寄生电感有关(较长的距离会带来更大的寄生电感和更大的尖峰)。 TPS61022 SW 引脚绝对最大额定值为7V (DC)。 它可以处理8V 的10ns 和9V 的1ns。  

    因此、避免 IC 损坏的主要解决方案是1)将输出陶瓷电容器(低 ESR、低 ESL)放置在非常靠近 IC 的位置;2)将缓冲器电路放置在 SW 节点与 GND 之间;3)钳位电路、您的建议是一个良好的解决方案。  

    以下是我对你三个问题的答复:

    1) 1)请参阅上述内容  

    2) 2)在 SW 和输出之间放置一个肖特基二极管是一种方法。 除了增加成本之外、没有明显的担忧。

    3) 3)应用手册 《了解 SW 节点的绝对最大额定值 》解释了负振铃不会造成损坏。 0.3V 绝对最小额定值实际上是一个直流额定值、 这意味着如果在 SW 节点上施加低于–0.3V 的恒定电压、器件可能会损坏

  • 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。

    您好、Zack、

    感谢您的回答。 它非常有帮助。 当然、由于在 SW 和 Vout 引脚之间安装了二极管、因此我们没有看到任何器件故障。

    与我们工程团队的其他成员一起查看您的回答后、我们决定继续处理您的建议和我们提出的解决方案。

    此致

    Darrin