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[参考译文] TPS25762-Q1:对连接 USB 器件时的即时故障进行故障排除

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: PMP40934

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/1416970/tps25762-q1-troubleshooting-immediate-failure-when-usb-device-is-connected

器件型号:TPS25762-Q1
主题中讨论的其他器件:PMP40934

工具与软件:

我在提出定制电路板时遇到问题、如果能够帮助诊断故障、我将不胜感激。 当将 USB 器件连接到输出时、稳压器立即因输入电压轨短路而停止工作。 两个不同的电路板显示出 CAQ 器件的相同故障、并且尝试使用 CQ 器件也失败。

随附电路板设计的相关部分以供参考、其中 PDF 以及 此 Google Drive 共享中的其他相关文件
我基于数据表参考中的设计、并根据 EVM 和 PMP40934参考进行了检查。

  • 我似乎不能附加配置 json 文件、一个副本(TPS25762CQ1_V8.01_09-12-2024_11-7-30.json)位于共享 GDrive 文件夹中。
  • 我使用通过 GUI 生成的二进制文件(base_lowregion_F311_guiCfg_5-9-58-36_full_flash.bin)手动刷写了 EEPROM。
  • 通过转储和比较验证了刷写的映像、看起来正常、但是
    • 由于二进制数只有32128B、因此 EEPROM 末尾有640B 未写入(0xFF)。

在通过第2次和第3次尝试连接 USB 设备之前、我进行了一系列测量(均使用>6.5位 SMU、截断为相关精度):

  • 发生故障前、输入电源轨具有40个-70kΩ 到 GND。
  • USB VBUS 网络到 GND 的电阻大于2MΩ Ω。
  • 使用 USBC 分线板、通过 VBUS、GND、CC1/2和 DP/DM 引脚的连续性测试。
  • 输入电压为12.05V、
  • ULVO 电阻在设计中设置为~9.2V -对于12V 输入、EN 为1.55V、这在预期容差范围内、高于数据表阈值、
  • 在电容器上测量的 LDO 为1.55V、3.52V 和4.65V、这些值在数据表范围内、
  • TVSP 引脚8mΩ 对 GND 的开路(由于电容器/杂散而测量到>2 μ F)。
  • SW1和 SW2为~4.2V、
  • 输出电压(USB VBUS)为0.35V。

在启动期间、我捕获了稳压器和 EEPROM 之间的 I2C 流量。
事务开始时间为~480ms。3V LDO 启动后、如果没有有关预期行为的公开文档、则事务看起来处理正常。
Saleae Logic2格式的保存文件是共享文件夹中的`tps25762-boot-eeprom-traffing.Sal`、我也可以根据需要从文件中提取具体信息。

有关故障的注意事项:

  • 我使用低成本的硬件作为首次测试器件、使用无负载的12V "浮标"桶形插头电缆和能够提供5/9/12/15V 的商用影院透镜跟焦电机。
  • TPS25762在连接时立即发生故障。 测试 USB 设备未损坏。
  • 在故障期间、器件没有可见损坏、没有噪声、也没有热量(假定 PCB 的输入 OCP 会生效、未经验证)。
  • ~后、输入电源轨短路、Δ V 0.08Ω。 移除 TPS25762可移除短路。
  • 移除 TPS25762后、PCB 上的其他电路似乎正常。
  • 我使用 USB VBUS 和输入电源轨上的示波器来进行最近的测试/故障、但它没有触发、因此没有故障波形。

我剩余2个 TPS25762CAQ 器件和1个 TPS25762CQ、但如果没有电气或可能的软件配置更改、我预计不会有不同的结果。

非常感谢任何可能有所帮助的建议、建议的启动程序或任何要检查的电压/波形?

  • 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。

    Scott、您好!

    我还没有下载 google 驱动器来查看配置,但我确实看了线程中的所有内容。

    I2C 流量显示了启动好像成功、因此我认为您的配置没有任何明显的问题。

    我担心系统中 R5和 R6的热性能。  看起来是0402外壳尺寸、我认为这不支持开关电流。  它们是否已组装?

    除了 R5和 R6的尺寸外、您的原理图和布局看起来非常好、因此我在基本设计上看不到任何与之相关的东西。

    以下是一些将有助于设置调试计划的问题。

    您是否有示波器?

    您是否具有 C 转 A 电缆?

    您的 Saleae 设备是否具有模拟功能?

    此致、

    卡盘

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    你好、Chuck、感谢你很快回复我。

    我意识到、我没有提到我的预期负载、它并不是为了驱动超过~30W 的短时输出、通常小于15W。 加载的 PDO 配置在进行启动/故障排除时大多试图更接近参考配置。

    根据原理图填充了电路板、BOM 详细信息并不是真正可见的、但大多数器件应在所需额定值的基础上留有裕度。

    缓冲电阻器 R5和 R6的额定功率是0.25W、我同意这些尺寸比参考设计小一两个。
    我找不到 BOOTx 电流的数据表值来仔细检查这些引脚上的无源器件。

    • 我有一个示波器和一个设备相当齐全的电子实验室。
    • 根据需要提供各种 USBC 和电缆/适配器。
    • 除了 OP 中提到的设备外、可能略微缺少一次性 BC1.2或 PD 下游设备、但我可以找到/购买具有合适行为的设备。
    • Saleae 探针具有模拟功能、但其额定电压仅为5V、1MHz 带宽为~μ V。
  • 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。

    Scott、

    遗憾的是、您需要将一个性能良好的器件连接到电路板上以进行调试。

    我问及连接 C 型电缆的原因是、它会向 CC1/CC2施加 Rd、以使 PD 控制器在没有 PD 协商的情况下输出5V 电源。  这是器件的最安全启动条件、会从固件中删除 PD 通信和大多数配置控制。

    如果您有一个 Type C 分线板、可将其插入 Type C 端口、该端口将在 CC1和 CC2上施加5.1K 接地、这相当于将 C 类分线板连接至电缆。

    我希望看到的是 VIN、SW1、SW2和 PD_SOURCE_VBUS 的示波器捕获、触发器设置为800mV 上升沿、因此我们可以在插入 C 型电缆后看到1-5ms 的行为。

    这里将展示启用 DC2DC 时将会发生什么情况。

    您可能需要尽快从 TI store 订购更多样片、以便尽快订购更多器件。

    此致、

    卡盘

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    没有问题杀了几个部分来解决这个问题,我有几个更多来自 Digikey。
    不幸的是,这种尝试不是一个伟大的结果。

    在连接 USB "设备"之前、我检查了与之前相同的电压/电阻、并看到了相同的启动行为。 我已经包括了一些粗略的逻辑捕获、其中包括以下方面的模拟跟踪:

    • I2C - EEPROM 下电路板背面的测试点
    • CC1/2线路-在 USB 连接器附近的330pF 电容处探测。
    • LDO 1V5和5V—探测 HF 电容器。 I2C 迹线表示3V LDO、这已经足够好了。

    启动和初始事务突发与之前相同。

    LDO 定序:

    I2C 器件从100kHz 开始、然后增加到800kHz。 模拟 SDA/SCL 通道用尽带宽。 抱歉、CC 布线上的串扰。

    我确定的测试"电缆"是 USBC 转 USBA 母适配器、外部验证其其中一条 CC 线路上具有5k1 (因为这通常取决于方向)。

    当我在连接硬件之前查看 SW1/SW2节点时、发现这些节点是直流值为4.225V。 这是 BOOTx 偏置(?) 我假设这没问题、因为我们在连接前不会期望进行任何切换。

    我在 PD_SOURCE_VBUS 上使用了稍保守的700mV 上升沿触发器、但示波器在故障期间未触发!

    但是、故障的逻辑捕获正在运行。 CC1 CC2边沿会将190ms 与数据表布线相匹配以显示连接行为(SLVSGL9A–图10.12 TypeC attach)、但~9ms 后出现该尖峰(可能是交叉耦合?) 在 CC2上同时 LDO 的一切崩溃。

    捕获的其余部分不是很有趣:

    • 当电容放电时、LDO 1V5和3V3电压需要大约3秒来衰减、
    • LDO5V 恰好在820ms 内保持500mV 电压、然后在10ms 内降至~0mV、然后急剧上升至~500mV。
    • 然后 LDO5V 在剩余的捕获时间内以~20mV/秒的速率缓慢衰减。

    我不希望你会需要它们,但这些截图的捕获文件都在 GDrive 文件夹中。
    我还可以再试一次、但我可能会重新考虑我是如何触发范围的、因为这两个故障缺失了-可能外部触发器设置为其中一个 LDO 电源轨的下降沿? 或者也可以抓取另一个范围并触发一个范围连续进入缓冲器作为回退。

  • 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。

    Scott、   

    在您的第二次捕获显示了 I2C 时、I2C 总线出现了问题。  这可能是 Saleae 的一个问题、但根据捕捉、模拟波形一直停留在1.3V。

    我一般不依赖 Saleae 除了协议,但这是一个奇怪的地方,看.

    如果未触发示波器、则故障可能发生在通过 DC2DC 的第一次下电上电时。  如果重试、请尝试在 SW1信号上触发电压略高于4.2V。  这将是您可以在上电周期中检测到的第一个操作。

    明天上午、我将把您的固件放在 EVM 上、以确认配置没有问题、但旧代码不会因配置而更改、因此我预计不会发现任何结果。

    此致、

    卡盘

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    尊敬的 Chuck:

    是的、我通常只使用 Saleae 进行数字解码。 之所以会出现持续的中电平、是因为模拟前端的1MHz 带宽(10us)非常低、只是对时钟输出求平均值。

    这里已经午夜了、但很快再次对示波器和 I2C 边缘进行了检查、看着性能棒极了(800K)。

    PD_SOURCE_VBUS 是黄色 CH1、SW1是蓝色 CH2。 第一个脉冲的持续时间为~100ns、随着它们继续、占空比略有增加。 ~370kHz。

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    Scott、

    我将与我的团队一起查看 SW1捕获结果。  它在第4个周期显示了不正确的行为。

    此致、

    卡盘