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[参考译文] TPS564247:设计审查、电源故障

Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS25947, TPS566242, TPS564247
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/1212382/tps564247-design-review-power-failures

器件型号:TPS564247
主题中讨论的其他器件:TPS25947TPS566242

大家好!

我一直在设计使用 TPS564247提供3.3V、5V 和6V 的电源管理板(PMB)。 但是、在使用期间、TPS564247稳压器设法由于未知原因而持续中断、我们希望对我们的设计进行健全性检查、以查看是否存在任何错误。 在我们的下一次迭代中、我们将转到 TPS566242稳压器、 每个电源轨上都有 TPS25947电子保险丝。 下面是一些有关 OUT 用例和电路负载的更多信息。

  • 电池(6-8.4V、标称值7.4V)在使用期间、它们从未低于7.5V
  • PSU 和电池输入端不能同时使用
  • 3.3V、5V、6A 负载不得单独超过2.5A 最大值、每个稳压器的典型值为0.5~1A
  • 3.3V:微处理器+低功耗射频收发器
  • 5V:微控制器+传感器
  • 6V:具有2.5A 最大堵转电流的伺服电机
  • 我们为所有暴露表面进行保形涂层
  • 每个稳压器的 ENABLE 引脚配置为跳线的自动使能侧
  • 电池具有极性键控连接器、可防止出现反极性情况

目前、我们已解决了大约7个稳压器、它们是由于每个电压轨上存在未知故障。 调节器不会释放任何魔法烟雾。 它们只是停止工作、除了一个特定的实例。 例如、我们的系统在标称条件下工作、我们将其断电一天、然后在下次上电后、5V 稳压器不工作。 下面是我们的一些工作理论。

  • 由于伺服停止或由于长时间使用过热、6V 稳压器的电流消耗过大。 (我们对这个相当确定、因为它排放了一次烟雾)
  • 5V/3V3稳压器可能已经历
  • 纹波电压或电流可能会损坏
  • 启动时的压摆率过快

感谢所有反馈。 谢谢!

e2e.ti.com/.../PMB_5F00_TI_5F00_Review.pdf

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    你好,彼得!

    1.查看了您的 SCH、建议添加30pF 前馈电容器、与顶部 FB 电阻器并联。 它可以增加控制环路稳定性的相位裕度。 但我不是您问题的根本原因。

    2.建议在稳压器停止工作时检查 VIN、EN、SW 的电压波形。

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    3.在印刷电路板制造过程中,编程刻录有任何配置? 我们已在 SCH 中看到有一个编程跳线。 我的意思是、 在编程烧录期间、如果输入悬空(电池断开。) 但在 TPS564247的输出侧强制施加5V 电压、这可能会导致损坏风险。

    https://www.ti.com/lit/an/slyt689/slyt689.pdf 请参阅此应用手册。

    4.电源轨出现故障时、您能否从 PCB 上移除器件、并通过测量 VIN 与 SW、SW 和 GND 之间的阻抗来检查内部 MOSFET 是否损坏?

    5、请提供布局进行审核。

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    3.在印刷电路板制造过程中,编程刻录有任何配置? 我们已在 SCH 中看到有一个编程跳线。 我的意思是、 在编程烧录期间、如果输入悬空(电池断开。) 但在 TPS564247的输出侧强制施加5V 电压、这可能会导致损坏风险。

    https://www.ti.com/lit/an/slyt689/slyt689.pdf 请参阅此应用手册。

    4.电源轨出现故障时、您能否从 PCB 上移除器件、并通过测量 VIN 与 SW、SW 和 GND 之间的阻抗来检查内部 MOSFET 是否损坏?

    5、请提供布局进行审核。

    6.您说启动压摆率非常快、您是说这是一个热插拔启动操作吗? 压摆率的值是多少?

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    1.感谢您的建议,我们现在在更新的设计中添加更多电容器。

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    此致

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    2.当用示波器连接到我们的电池时,我们来看看调节器,并返回给你。

    3. Atmega_5V 不会直接连接到 TPS564247的5V 电源轨。 Atmega_5V 是由以下稳压器创建的另一个电源轨、仅用于为我们的 Atmega MCU 供电。 我们没有从5V TPS 稳压器提供 Atmega 电源、因为我们希望将来能够通过使能引脚打开/关闭稳压器。 不过、这确实凸显了另一个好问题。 我们将在下一个设计中在 Atmega_5V 稳压器的输出端添加一个二极管。 我们确实通过编程引脚对 MCU 进行编程并使用外部电源为 Atmega_5V 供电、但 TPS 稳压器在事后仍能立即工作、仅在几周后出现故障。

    4.在第2点完成对带负载器件的测试后、我们将把它移除、看看内部 MOSFET 是否已损坏。 好主意!

    5.我已经把板的布局附在下面了。 我们知道稳压器未遵循数据表中建议的最佳设计。 我们认为这不是问题、但我们希望在下一次迭代中更好地路由它们。

    6.我们没有处于热插拔启动状态。 转换速率通常是在黑暗中到达的、因为我们没有调试 ideas.e2e.ti.com/.../PMB_5F00_B_5F00_Cu.pdfe2e.ti.com/.../PMB_5F00_B_2D00_Fab.pdfe2e.ti.com/.../PMB_5F00_F_5F00_Cu.pdfe2e.ti.com/.../PMB_5F00_F_5F00_Fab.pdf

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    你好,彼得!

    谢谢您提供的信息、我将帮助您在明天的第二天审查布局。 因为我们明天有一个假期。

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    你好,彼得!

    输入电容距离 IC 太远。