[参考译文] TPS546D24A：有关 TPS546D24A 低 FET 损坏的问题

尊敬的 Hyun Joo：

1. TPS546D24A 是一款独立式单相器件、最高可堆叠4倍。  

 运行在 Vout 完全放电之前开启：这意味着预偏置输出启动、TPS546D24A 在 DCM 模式下运行、以防止低侧 FET 从预偏置输出电压灌入电流。 这是预期行为。 开关振铃是降压转换器的 DCM 模式的特性。  

3.输出电压完全放电后接通运行:这意味着以 CCM 模式正常启动。 因此没有出现 SW 振铃。 这也是预期行为。

希望这对您有所帮助。

谢谢。

南锡  

李亨周 

当低侧 FET 处于关断状态且电感器电流下降至零时、会在断续导通模式(DCM)下运行。  当 MOSFET 的体二极管在零电流时关断、但电感器两端仍存在电压时、SW 节点上会出现振铃。  电压驱动电流积聚、然后在开关节点的寄生电容和电感之间振荡。  它通常不是 MOSFET 故障的来源。

重复导通和关断 TPS546D24A 会导致可能的最大应力、如果输出电压不放电、并且 TPS546D24A 在不生成高侧 MOSFET 导通的情况下完成 TON_RISE 时间、则会导致此应力。  发生这种情况时、低侧 FET 会导通以拉低 VOUT、从而触发高侧 MOSFET 的导通时间。  这取决于电感、输出电容和补偿环路以及输出电容器的过充电情况、可能会触发较大的负电感电流、 这可能会在低侧 FET 关断时对低侧 FET 施加高于正常的应力、以允许高侧 FET 导通。

不过、低侧 FET 发生故障的可能性更大、因为在重负载条件下、开关节点(低侧 FET 的漏极-源极)上的电压应力较高、而开关节点在高侧 FET 导通时会出现峰值振铃。  这种振铃是 PVIN 至 PGND 旁路和开关节点之间的寄生电感导致的、在开关节点电容充电期间会积累过多电流。  我建议仔细查看 SW 波形、同时注意上升沿。

1) 1)使用 IC 的 PGND 接地端作为接地端、"尖头与桶"测量最准确

2) 2)请勿对探头使用带宽限制。  振铃通常在50和200 MHz 之间、很容易因带宽限制而偏移

3) 3)通常优先选择10-50ns 的水平标度

如果 SW 到 GND 电压的峰值应力大于19.5V、或存在"削波"或截断的迹象、我建议查看：

1)缓冲器组件(从 SW 到 PGND 的 R-C)

2) PVIN 旁路元件和放置(因此 TI 建议在 PVIN 到 PGND 之间使用2.2 - 10nF 旁路电容器)

3) 3) SW 和 BOOT 之间与100nF 电容器串联的电阻器的值。  增大该电阻器应该会降低峰值电压应力、但电阻器不应该增加到超过4.7Ω。  

感谢您的回答。 彼得

我们寻找了 SW 超过19.5V 的情况、但我们找不到这样的情况。 (已使用上述所有测量方法。)

[Peter 回答]重复开启和关闭 TPS546D24A 可能产生的最大应力如果输出电压不放电且 TPS546D24A 完成

如果重复使用上述方法并承受应力、低侧 FET 是否会损坏？ (DCM 或振铃的持续时间因情况而异、但在某些情况下保持高达 MAX 1ms。)

我们将通过使用 SOFT_OFF 来消除上述情况、但我想问有多少情况。

谢谢

李亨周 

DCM 运行期间、SW 上的低电平振铃不会对低侧 FET 施加应力。  在振铃期间、FET 关断、没有电流流过 MOSFET、因此 MOSFET 上没有应力。

在启动期间、低侧 FET 在每个开关周期内都会有限地工作、以防止 TPS546D24A 通过低侧 FET 灌入电流并使预偏置输出电压放电。  当电感器电流足以维持流经 MOSFET 体二极管的正电流流经其关断周期(未观察到低电平振铃)时、低侧 MOSFET 比展示振铃的 DCM 耗散更多的热量、并且可能会承受更大的应力。  增加的热加热会施加比 DCM 更大的应力、表现出振铃。

如果 TPS546D24A 在没有开关的情况下完成软启动、则它可能会在比正常开关更长的时间内开启低侧 FET、以便使输出放电。  这可能会导致较大的负电感电流。  当低侧 FET 关断以允许高侧 FET 导通时、低侧关断会导致 SW 在 PVIN 以上振铃、然后为 PVIN 充电、从而可能导致低侧 FET 上的 VDS 应力过大、从而造成损坏。

就像启动到完全预偏置输出一样、快速压摆 VOUT 会产生较大的负 VOUT 电流、这也会使 PVIN 过度充电并导致低侧 FET 上出现高 Vds 应力。  您是否在设计运行时对其进行任何 VOUT 调整？

李亨周 

这些 TPS546D24A 器件是否直接从 TI 或通过经销商购买？

尊敬的彼得

感谢您的回复

您是否在设计运行时对其进行任何 VOUT 调整？ --> 输出电压固定为3.3V，但"开->关"重复使用。

这些 TPS546D24A 器件是否直接从 TI 或通过经销商购买？ -->分销商(Arrow)

[问题]请详细说明以下情况下的操作。

当电感器电流足以使正电流在 MOSFET 的体二极管关断期间保持流过时(未观察到低电平振铃)

例如、这是否意味着重复如下所示的 Vout 操作？

谢谢

李亨周 

[报价 userid="554697" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1202207/tps546d24a-question-about-tps546d24a-low-fet-damage/4539438 #4539438"]

[问题]请详细说明以下情况下的操作。

当电感器电流足以使正电流在 MOSFET 的体二极管关断期间保持流过时(未观察到低电平振铃)

[/报价]

每次启用 TPS546D24A 的输出时、无论是在初始启动后、在 EN/UVLO ON-OFF-ON 周期之后还是在故障后重新启动后、低侧 FET 都将保持关断、直到第一个高侧导通时间之后、 之后、在其前128个开关周期内、低侧 FET 的导通时间会受到限制、以便在控制环路从关断状态转换为导通状态时限制输出电压的任何放电。  这可防止 TPS546D24A 使输出端先前存在的电压或残余电压放电。

在低侧 FET 关断后、如果电感器中仍有电流流过、该电流将流过低侧 FET 的体二极管、从而将开关节点驱动到地电平以下约0.5V。  由于该压降高于通过 MOSFET 通道进行的导通、因此 MOSFET 中的功率耗散高于正常导通期间的功率耗散。  重复启动输出并强制 TPS546D24A 会增加其热应力、但内部过热保护电路应可防止此热应力对 MOSFET 造成损坏。

每100ms 一次软启动周期不足以通过热应力损坏低侧 FET。

[报价 userid="554697" url="~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1202207/tps546d24a-question-about-tps546d24a-low-fet-damage/4539438 #4539438"]这些 TPS546D24A 器件是直接从 TI 购买还是通过经销商购买的？ -->分销商(箭头)

损坏的器件是否已退回 Arrow 进行故障分析？

您是否能够共享原理图？

尊敬的彼得

感谢回答  

但是……

从下面的任何一个短语中、我都不太明白低侧 FET 体二极管的概念。  您能用图片解释一下吗？

在低侧 FET 关断后、如果电感器中仍有电流流过、该电流将流过低侧 FET 的体二极管、从而将开关节点驱动至低于接地电压约0.5V

图片中有一个错误。 不是100ms、而是在1ms 或更短时间内开启-关闭。

如果你给我发邮件、我会把电路图寄给你。

缺陷产品也将通过箭头交付。

谢谢

李亨周 

Unknown 说：

从下面的任何一个短语中、我都不太明白低侧 FET 体二极管的概念。  您能用图片解释一下吗？

在低侧 FET 关断后、如果电感器中仍有电流流过、该电流将流过低侧 FET 的体二极管、从而将开关节点驱动至低于接地电压约0.5V

[/报价]

希望这将有助于：

MOSFET 具有体漏极二极管。  当 MOSFET 连接源极与体时、在 MOSFET 上有一个源极-漏极"体二极管"。  当有正电感器电流流出 SW 节点且低侧 FET 关断时、电感器会强制电流继续流出 SW 节点、从而降低其电压。

当 SW 电压降至低于 PGND 约0.5V 时、源漏二极管正向偏置、开关节点在该二极管正向压降低于 PGND 时"钳位"、直到：

1)电感器电流降至0A、关闭源漏二极管。  此时、SW 电压为0V、电感器电流为0A。  由于输出电压不是0V、因此它在电感器中累积了一个小的负电流来为 SW 电容充电、使其等于 VOUT、从而在断续导通模式(DCM)运行期间在 SW 上观察到谐振振铃。

2) 2)高侧 MOSFET 导通、将 SW 上拉至 PVIN

3) 3)低侧 MOSFET 导通、将从 PGND 到 SW 的压降减少到接近0V

Unknown 说：

，图片中有错误。 不是100ms，但在1ms 或更短时间内开启-关闭。[/报价]

示波器屏幕截图显示400ms/div。  在1ms 开-关-开重复速率下、TPS546D24A 不会完全导通。

在示波器波形中显示的输出电压放电率下、如果 EN/UVLO 处于"关闭"状态1ms、则输出可能根本不会放电、这可能会在 TPS546D24A 完成 TON_RISE 而不生成高侧导通时间之前诱导 I 取消重启状态。  这可能会触发 VOUT 严重放电以及在低侧 FET 关断之前累积显著的负电感器电流。  这可能会 在低侧 FET 上产生高 Vds 应力。

Unknown 说：

如果您给我发邮件，我会向您发送电路图。

[/quote]

您能否通过 TI 的工程师对工程师论坛信使共享原理图？

我会向您发送朋友邀请。

[/quote][/quote]

李亨周 

您是否仍在寻求有关此问题的帮助？