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[参考译文] LMR51610：器件故障-过热和断续模式

admin
Guru**** 2391295 points


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/1461018/lmr51610-device-failure---overheating-and-hiccup-mode

器件型号：LMR51610

工具与软件：

你(们)好、

我希望在 LMR51610XFDBVR 方面获得一些帮助、因为我们遇到了一些问题。 该设计采用3个独立的 LMR51610XFDBVR 电路、所有电路均针对不同的输出电压进行了配置。 所有输出均通过24V 直流输入供电、输出配置为4.8V、15.2V 和- 15.2V (反相降压/升压拓扑)。 都似乎表现出相同的问题。

当尝试为电路板供电时、转换器似乎都进入某种断续模式、并且会发烫。 以下屏幕截图拍摄了 删除了+15.2和-15.2 V 稳压器(只有一个被测器件)后的测试结果。 这是上面原理图中显示的器件(U803)。 从电路板上移除了加载 U803输出的所有电路。  

该器件封装在施加输入电源大约1秒内达到125 C。 启动时捕获了以下波形：

通道包括：

1.输入电压(24V 直流)—黄色

2.输出电压(TP806)-红色

3.开关(U803引脚6)-蓝色

4. FB (U803针脚3)-绿色

有趣的是、FB 引脚似乎未高于数据表第6.6节 (系统特性)表中列出的0.32V V_HC 值。  

非常感谢提供任何对此设计进行故障排除的帮助或建议。

祝你一切顺利！

Toby

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
    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、Toby：

    感谢您使用我们的器件进行设计。  此器件的专家工程师目前不在办公室、返回后、他应该很乐意为您提供帮助。  我看了看、但在您的原理图和布局中找不到任何明显错误的地方。  您能告诉我们以下几点：

    • 产品说明书中找到您的电感器？  
    • 您的输出电容器的器件型号？
    • 能否验证当开关像在红框的持续时间内进行开关时、开关频率是否为~400kHz？  您能否放大波形以便我们看到几个开关周期的更多细节？

    此致、

    Youhao

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的  Youhao：

    感谢您的回复。 以下是您需要的详细信息：

    在400kHz 时确实会进行开关。 随附了开关节点的两个图像。

    祝你一切顺利！

    Toby

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Toby：

    似乎开关节点的噪声很大。  

    我认为问题在于布局、我建议按照布局部分的图8-10修改现有的布局。 由于电感器和输入电容器的放置、我怀疑器件中没有散热过孔、这样有助于散发器件中的热量。 它也看起来在中间层中有一个额外的接地平面、有助于器件散热。 开关节点也应较小以减少振铃。   

    谢谢！

    Richard  

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    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Richard：

    感谢您的回复。

    对我来说、布局问题(与参考数据表示例没有很大差异)似乎不太可能会导致 IC 表现出这些症状。  假定正常运行、零输出负载时的器件损耗肯定不足以将器件恢复到120°C。  

    作为参考、我们的设计为4层、内层均为 GND。 热像图也未显示器件周围的 GND 覆铜中有明显的发热、因此大概热量会相对有效地远离器件？

    祝你一切顺利！

    Toby

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Toby：

    感谢您澄清您的输出负载条件、我不清楚您是在空载还是满载运行。

    您是否能够将此加热问题与另一个已知良好的装置重复出现？ 或者、如果您有 EVM、如果您移除4.8V 装置并将其放置在 EVM 上、您可以重现发热问题吗？ 如果 IC 出现问题、则可能是 IC 损坏且电路正常。  

    谢谢！

    Richard

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Richard：

    没问题。  

    遗憾的是、我没有要测试的评估板。 我有2个板、因此总共6个电源、所有这些都表现出了问题。 我想这可能是一批糟糕的 IC。 我已订购一系列与封装兼容的 TI 替代器件、我将在平均时间内进行测试。

    祝你一切顺利！

    Toby

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Toby：

    我懂了。 如果您需要 EVM、请联系您当地的 FAE、他们可能会为您提供样片。 请告诉我测试结果是什么样的。

    谢谢！

    Richard

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    大家好！

    我已经设法让这个电路现在工作、但我仍然不完全确定原因。 以下是我所做的进一步工作的总结：

    尝试了多种封装兼容的替代方案：

    • LMR51606XFDBVR
      • 结果与之前相同
    • LMR51410XDBVR
      • 结果与之前相同
    • Alpha & Omega Semi - AOZ1282CI
      • 该器件生成的结果与 TI 器件相同、其中3.3V LDO 连接为4V8电源的负载、但在空载时有点稳定。 这促使我切换回 LMR51410XDBVR、并尝试一些不同的电感器值。

    我手头的测试仅是一个15 uH 器件(Bourns SRR0805-150m)、适合(大致)封装。 使用此电感器、所有3个稳压器似乎都能按预期运行。 现在我还能够在输出端消耗额定的1A 电流。

    我可以在原始电感器和工作 Bourns 器件之间看到的电源差异如下：

    • 电感低得多(15uH vs 47uH)。
    • 屏蔽结构与半屏蔽结构。

    有人想知道该设计为什么使用较小的电感器值、而不是 WEBENCH 中推荐的47 μ H 吗？ 另请注意、数据表中的以下公式9给出了32uH 的最小电感值。  

    祝你一切顺利！

    Toby

  • 0
    TI__Guru**** 2391295 points
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    您好、Toby：

    支持工程师每天都在加班、但明天会给您回复。  您是否对照产品文件夹中计算器 spreeeadhseet 提供的建议电感检查了您的选择？

    谢谢。

    David。

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    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Toby：

    我要注意的主要一点是、与47uH 电感相比、15uH 电感具有更高的饱和电流额定值、并且相对于负载电流的温升更低。  但即使这样、在没有负载的情况下、我也不希望这些因素发挥作用。 IC 是否在电感器之前交换了？ 如果是这样、我怀疑电路板上可能有一些积淀、可能是通过更换 IC 来修复的。

    谢谢！

    Richard

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    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Richard：

    在第一个电路板上、是的、我在更换电感器之前尝试了几种不同的 IC、但我构建了另一个电路板 、没有收到任何返工。 对于该板、我根据计算器建议的33uH 更换了电感器(无其他更改/返工)、并且电感器按预期立即启动。

    祝你一切顺利！

    Toby

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    TI__Guru**** 2391295 points
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    尊敬的 Toby：

    明白、电感器过大似乎会导致器件 没有足够的电感器纹波来充分工作。 很高兴33uH 电感器可以正常工作。

    谢谢！

    Richard