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[参考译文] LM5157:VCC 引脚内部短接至地调试

Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5157
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/1326856/lm5157-vcc-pin-internally-shorted-to-ground-debug

器件型号:LM5157
主题中讨论的其他器件: Strike

您好、TI 工程师!

我使用的 LM5157 SEPIC 电路时、它突然停止工作。 原理图如下所示、布局与 LM5157 SEPIC 评估板非常相似。 LM5157电路是主混合信号设计板上的子电路。 我已使用该电路板几天、并定期使用它进行测试。 输入电压 VLOAD 为9-15V。 输出 SEPIC_OUT 设置为12V。 负载是一个12V 双线风扇以及大量 LED 和2个继电器、最大电流消耗略高于1A。  

我首先注意到的是 LED 和风扇停止工作。 我探测了 SEPIC 输出测试点、发现万用表中没有电压。 负载侧没有短路。 电源上的电流消耗很高。 LM5157启用由 PNP 晶体管 Qmc2控制、而该晶体管由微控制器引脚 FAB_ENABLE 进行控制。 VLOAD 始终连接到 LM5157电路/我首先移除连接到 LM5157的负载并将其启用。 输出端(SEPIC_OUT)上仍然没有电压。

当 Qmc2导通时、EN 引脚得到正确的电压。 然后我探测 VCC 引脚并测量0V。 测量我拥有的其他正常电路板、LM5157 VCC 引脚在启用时的测量值为5V。 我移除了 R1、4.99Ω 以查看是否是这导致了短路、但 VCC 接地短路在移除电阻器后仍然存在。  

您是否碰巧知道什么可能导致仅 VCC 发生接地短路? 输入、输出、偏置未表现出任何问题。 它们未接地短路。 负载也不存在问题、因为我可以在具有良好 LM5157电路的另一个电路板上使用该负载。  

谢谢。

丹尼尔

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    尊敬的 Deniel:

    感谢您的联系。 我们现在无法查看所附的原理图、最好以不同的方式将其上传到该主题中。
    此外、如果您还可以附加填好的 适用于 SEPIC 稳压器设计的 LM5157快速入门计算器、这将为我们提供很大帮助、因为它将在原理图审阅和故障排除期间为我们提供帮助。

    谢谢、此致、
    布赖恩

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    您好、Bryan:

    感谢您的答复。 我在回复主题中将原理图重新贴附在了附件中。  我还附上了原理图的 PDF 版本

    EMI 性能。 我使用 TI WebBench 进行设计。 我之前还向您发送了一封电子邮件、其中还附上了完整版本的 LM5157和设计参数。

    这是这个主题的链接。 如果您有其他问题、请告诉我。  

    e2e.ti.com/.../lm5157-request-for-evm-gerber-files

    e2e.ti.com/.../LM5157_5F00_SEPIC_5F00_circuit.pdf

    谢谢。

    丹尼尔

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    尊敬的 Deniel:

    感谢您附加文件。
    原理图本身对我来说很好。 特别是设计在几天前运行良好、由此可以看出发生一次性事件的可能性、即器件受到损坏。
    如果我理解正确、在提供偏置和使能后、VCC 和 SS 保持在0V、电源消耗大量电流。

    由于损坏、器件内部可能发生短路。

    下一步是检查可能是如何发生损坏的。
    ESD 冲击始终有可能击中器件。
    另一个原因可能是运行期间某些引脚上出现过压。 LM5157的 SW 引脚上的绝对最大值为50V。
    在 SEPIC 拓扑中、SW 电压计算为 VIN + VOUT = 15V (最大 Vin)+ 12V = 32V
    对于最大绝对额定值、仍应留有良好的裕度、但电压尖峰仍可达到该阈值。

    您是否有 LM5157的备用 IC? 将新的 IC 重新焊接到电路板上并在正常操作期间测量 SW 和 VCC 可能会有所帮助。

    谢谢、此致、
    尼克拉斯

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    您好 Niklas、

    感谢您的答复。 几点说明:

    1.BIAS 连接到 VLOAD 节点、该节点连接到3节电池(8.25-12.6V)或15V 适配器。 我们的充电电路具有电源路径功能。 这意味着 BIAS 的电压始终永久连接在我们对 LM5157 SEPIC 子电路所在的主板进行的测试中。

    2. 仅 VCC 引脚接地短路。 但是、当   通过 EN 引脚为 LM5157电路本身供电且通过 FAN_ENABLE 节点电压高于 EN 阈值电压时、它不会导致从 BIAS 引脚汲取高电流。 电源电流仅增加100mA。  

    3.如果有短路会引起突然的过电流,我们的整个设备会从电池短路 保护功能或15V 电源适配器短路保护功能关闭。 这也在电池运行期间进行了测试、电池电压略低于12V、计算得出的 SW 节点电压为24V

    4.从我们测试开始,整个 PCBA 就在塑料外壳内。 无法直接联系 LM5157电路。  

    5.我本身没有备用 LM5157、但我有其他仍具有正常运行的 LM5157的 PCBA。 示波器和 DMM 的测量结果。 正常运行时的 VCC 测量值大约为4.7V。 探测 SW 引脚接地时、它显示了一个方波、在使用15V 电源适配器为 LM5157电路供电时电池充满电(12.6V)时、峰值电压为24-26V。 VCC 仍在4.7V 左右、SW 引脚具有大约28-30V 的峰值电压。

    根据这些新信息、您是否对可能导致 LM5157 VCC 引脚短路的原因有其他想法?  

    谢谢。

    丹尼尔

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    尊敬的 Deniel:

    感谢您的详细反馈。
    请允许我多花一些时间来进一步研究这一点。
    我将在下周开始时回到你的身边。

    此致、
    尼克拉斯

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    尊敬的 Deniel:

    如果器件在此期间被完全封闭、则 ESD 冲击不能是根本原因。

    VCC 引脚上也没有可能从外部侧导致过压的外部连接。
    此外、听起来此应用中不会超出任何绝对最大值。

    我将执行的后续步骤实际上涉及启动故障退回流程、并会分析损坏的器件以找出导致 IC 损坏的原因。
    您是否熟悉 TI 的故障退回流程?
    在此处可找到大量信息:
    https://www.ti.com/support-quality/quality-reliability.html

    此致、
    尼克拉斯