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[参考译文] AM3359:电压域上的过流故障

Guru**** 2587365 points
Other Parts Discussed in Thread: AM3359

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/processors-group/processors/f/processors-forum/586745/am3359-overcurrent-failure-on-voltage-domain

器件型号:AM3359

您好!

我对电压域最大电流额定值有疑问。 我们在 ARM (AM3359BZCZA80)、FPGA 和 NOR 闪存之间有一条并行通信总线。 由于 FPGA 具有相对较强的内部25k Ω 上拉电阻、我们在地址线路上使用了1k Ω 下拉电阻、以便 ARM 能够从闪存正确引导(我们选择了此解决方案而不是开关缓冲器、以最大限度地减小尺寸和降低成本)。 最近、我们发生了一个原型故障、其中 ARM 似乎正在短接3.3V 电源轨、这似乎已经使 PMIC 熔断。 ARM 芯片会变得非常热。

在执行各种测试后、我唯一的坚持理论是、小下拉电阻超出了电压域上的额定电流、但低于每个引脚最大值6mA。 我计算出、在 VDDSHV3上、如果输出通常为高电平、并且数据表指定50mA 为最大值(数据表的表5-10)、由于地址线下拉、我们将汲取~66mA 的电流。 另一个地址线路下拉电阻位于 VDDSHV6域上、消耗的电流为50mA、但最大值为100mA。

因此,我的问题是:超出电压域最大额定电流的故障模式是什么? 是否有任何场景会像我所见的那样有效地短接电源轨? 当我测量3.3V 电源轨上的电阻时、我看到~10欧姆、而在工作板上、它大约为千欧。

我考虑改用4kOhm 下拉电阻器,这样在降低电流消耗的同时,地址线仍应保持在臂的最大 V_IL 以下。

 

任何想法或信息都将不胜感激!

谢谢

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    很难说出造成这种短路的原因。 这种类型的故障通常由电气过载(EOS)事件引起。

    确保您的设计在电源开始斜升之前将 PWRONRSTN 置为低电平、并将其保持为低电平、直到所有电源和参考时钟源(OSC0)有效。

    如果您的系统具有多个 IO 电源、请确保在所有 AM3359电源均有效之前、没有其他器件会向任何 AM3359 IO 引脚提供电位。 请参阅绝对最大额定值表中的“所有 IO 引脚上的稳态最大电压”参数。 这也是断电期间的一个问题、因为大多数 IO 引脚不是失效防护。

    确保您的设计在断电期间反转序列、包括在电源衰减前将 RESET 保持在低电平。

    此致、
    Paul
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    尊敬的 Paul:

    非常感谢您的反馈。 我已经检查了 PWRONRSTN 和上电/下电顺序。 一切都按照正确的顺序进行、但我不确定确切的时序是多少、我在数据表中没有看到任何具体值。 在我的电流电路中没有延迟、例如、当3.3V 达到其最终值的95%时、1.1V 开始斜升。  

    关于稳态最大电压:这是否意味着如果 ARM 上电(或断电)并且有外部驱动的通信总线(例如 SPI 或 RS232)、它们可能会损坏它?

    电压域电流最大值如何? 您认为这是潜在原因吗?还是我应该重点介绍欠压/过压和上电/断电?

    谢谢!

    Evan

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    AM3359 IO 不具有失效防护功能。  因此、它们绝不应施加大于相应 VDDSHV 电源 +相对于 VSS 的0.3伏的电压。  相对于 VSS、最小电势始终为-0.5伏。   我 列出 了几个 VDDSHV 电压的有效输入范围。

    当相应的 VDDSHV 电源为0伏时、切勿对输入施加电势。 在本例中定义的绝对最大 值为-0.5伏至+0.3伏。

      当相应的 VDDSHV 电源为3.3伏时、可施加到 IO 的最大电压为-0.5伏至+3.6伏。

      当相应的 VDDSHV 电源为1.8伏时、可施加到 IO 的最大电压为-0.5伏至+2.1伏。

     当    相应的 VDDSHV 电源斜升或斜降时、可施加到 IO 的最大电压为-0.5伏至(x + 0.3)伏、其中 x 为实际 VDDSHV 电压。

    您描述的问题很可能不是 由过大的电压域 电流引起的。  但是、    如果在复位后不影响锁存在 AM3359的启动值、则增大下拉电阻器值可能是一个好主意。

    此致、
    Paul

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    更正了我之前的帖子中的错误。

    此致、
    Paul
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    尊敬的 Paul:

    感谢您的回答。 好的、因此我将确保电压保持在规格范围内、并且我已经增加了下拉电阻器值。

    每个电源的上升/下降之间的确切时序如何? 如前所述、对于我的电路、没有明显的延迟、因为 PMIC 输出使能端直接链接到它们之前的电源轨输出。

    说到锁存的启动值、我在设计规格 V_IL = 0.8V 时考虑了这一点、因此我选择了会导致0.4V 的下拉电阻。 但是、一个电路板已启动、另一个电路板未启动(我还没有测试更多)。 地址线位于 GPMC_Ax (x=0至9)和 LCD_DATAx (x=0至15)以及 LCD_PCLK、LCD_HSYNC、LCD_VSYNC 和 LCD_AC_BIAS_EN 上。 在启动(从非多路复用或非闪存启动、要求将 A12-A27驱动为低电平)时、V_IL = 0.8V 是否是低电平输入的正确最大值?

    谢谢、
    Evan
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    没有确定的时间要求。  但是、您不希望后面的电源按顺序斜升速度快于上一个电源。

    例如、在加电期间、您不希望在1.8伏电源之后打开的3.3伏电源以更快的速率增加、从而使其大于1.8伏的电压超过2伏。

    在断电期间、您需要考虑类似但相反的情况。

    此致、
    Paul

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    尊敬的 Paul:

    再次感谢您对电源电压升高/降低的最后一个回答。  

    我只想确认我之前提出的最后一个问题、以确保设计在各个单元之间具有可预测的行为:

    V_IL = 0.8V 是否是 ARM 在从闪存引导时将在上部地址行(技术参考的第4974页)上读为低电平的正确最大值?

    此致、

    Evan

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    尊敬的 Paul:

    在进一步测试之后,我发现了一个与前面提到的“所有 IO 引脚上的稳态最大电压”规格有关的问题。 之前、我在将电路从主机器件上断开的情况下验证了我的电源定序。

    但是、当我在将未供电的电路板连接到主机的情况下确定电源序列时、我看到有一个电压通过通信线路馈送到+3.3V 电源轨。 在这种情况下、主机能够打开电路板的电源、但当它关闭时、一些通信线路会保持高电平。 我移除了我一侧的上拉电阻器、仍然是+3.3V 馈入通过 ARM GPIO、并出现在我的+3.3V 电源轨上、大约为2V。 我猜这会损坏 ARM 的内部保护二极管和/或干扰电源定序、因为该电源轨是序列中的第三个电源轨。

    是这样吗? 如果在上电之前对 AM3359 GPIO 施加+3.3V 电压(无论是否使用串联限流电阻器)、我们想确切了解预期的故障模式是什么。 损坏它的可能性有多大?


    谢谢、
    Evan
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    我很高兴您发现导致此问题的原因。

    如前所述、IO 并非设计为失效防护。 即使通过限流电阻器施加电压、TI 也不允许任何超出数据表中定义的电势。 由于从未对 IO 进行过这种分析、因此我们不知道其长期影响。

    您可能需要在这些信号路径中使用隔离开关来设计您的产品、在这些信号路径中、只能在所有电源均有效后才能打开开关。

    此致、
    Paul