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[参考译文] DRV411:SOIC-20封装立即发热、然后关闭

Guru**** 2587365 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV411, DRV401

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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/652055/drv411-soic-20-package-immediately-hot-then-shuts-down

器件型号:DRV411
主题中讨论的其他器件: DRV401

大家好、

我尝试使用台式20引脚 SOIC 封装的 DRV411对闭环电流传感器进行原型设计。 由于我使用现成的 SOIC 转 PDIP 原型板、因此无法连接封装底部的散热焊盘。 所以、我已经交叉检查了几次、似乎一切都连接正确。 不过、当我施加5V 电源时、封装变得非常热、大约3-5秒后、输出从大约2.4V 变为1.1V、我认为这可能是某种保护模式。 那么、首先、如果没有正确对其散热焊盘进行散热、该封装是否会完全不起作用? 散热焊盘是否还需要连接到 GND、或者是否可以悬空? 我尝试在封装顶部使用一些热膏和散热器、但似乎没有帮助。 由于事情变得太热、我无法安全地测量所有引脚上的电压、以了解我是否连接了错误的东西。

简而言之、以下是我认为正在进行的操作(通过引脚):

1 - REFSEL2 = VSS/GND (参考电压0、0 = 2.5V VOQ、标称值)

2 - OVERRANGE =无连接

3 -霍尔1  

4 - 霍尔2

5 -霍尔3

6 -霍尔4

7 -错误=无连接

8 - GSEL1 = 5V、通过10k 上拉电阻器(高增益模式1000V/V 开环)

9 - GSEL2 = VSS/GND

10 - Vdd = 5V

11 - ICOMP1 =连接到引脚16 (IAIN2)

12 - ICOMP2 =(次级)补偿线圈负极

13 - VSS/GND

14 - VSS/GND  

15 - IAIN1 =(次级)补偿线圈正极和分流电阻正极(Rs+)

16 - IAIN2 =连接到引脚11 (ICOMP1)和负分流电阻器(Rs-)

17 - Vout =直接连接到测量设备,输入阻抗高>1M

18 - REFIN =通过20 Ω 电阻器连接至引脚19 (参考输出)  

19 - Refout =连接到引脚18、无外部连接

20 - REFSEL1 = 0、0、0、用于2.5V Vouq

因此、每次断开一个器件的连接似乎不能让 IC 冷却。 Vref 引脚和 VOQ (IP = 0A 时的 Vout)似乎从未正确过。 发生什么事了?!?!

我们非常感谢您的任何帮助。 我将在晚饭和杂务后上传原理图;)

谢谢、

Dave

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    Dave、
    我们将了解您的引脚配置并验证电源板连接。 不过、请允许我们在几天内回复、因为我们的大多数工程师都在放假期间。
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    Jason、

    提前感谢您的帮助。 这是我的原理图。 请注意、我没有连接到 OV 和 ERR 引脚、R4-R7只是0欧姆跳线、允许引脚根据我的需要切换为高电平/低电平。 供参考、我的分流电阻器为 R1、当前为20欧姆。

    我尝试在满量程时监控电流300mA、因此我计算了所有电路参数、如下所示:

    IP = 300mA

    为= 25mA

    N = 12

    Rs = 20 Ω

    VFS'= 25mA x 20 Ω= 500mV

    G = 4

    VFS = 2000mV (2.5V +/- 2V)

    当我有机会时、我将尝试构建另一个芯片、但这次将某种"散热器"焊接到芯片背面。 同时、我非常感谢您提供有关如何使用 IC 的任何提示、以及任何指示我已正确设置 IC 的指示。 谢谢!

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    David、

    请限制电流电源上的电流、直至确定根本原因。 我怀疑磁反馈可能位于错误的方向。 有两种方法可以解决此问题。 一种方法是反转补偿线圈的连接。 另一个选项是反转霍尔传感器的极性。 为了使 DRV411正常工作、反馈需要处于正确的方向。
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    Javier、

    感谢您的建议。 令人惊讶的是、该封装还具有极高的热特性:
    1) 1)霍尔传感器断开连接
    2) 2)补偿线圈断开连接

    我尝试反转补偿线圈的端子、但 IC 仍然很热。

    至于霍尔器件的连接、它的引脚1、2、3、4分别连接到 IC 3、4、5、6?

    为了限制 IC 的电流、我只需在 Vdd 引脚上放置一个与5V 稳压器串联的小电阻器、是的吗?

    谢谢!
    DW
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    呃,划伤吧! 查看数据表、我似乎已将引脚1-10上的所有连接替换为11-20。 这意味着5V Vdd 直接将电流灌入 ICOMP1引脚。 难怪它变热了。 我不知道我的大脑是怎么允许它的,但是我们在这里。 查看数据表显示我的引脚不正确。 总之、我将正确构建电路、我们将看到我们的位置。 我真的迫不及待地想观看此 IC [正确]运行!

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    David、
    我们很高兴能提供帮助-我希望这能解决您的问题。 如果没有、请返回并告知我们、我们将继续进行调试。
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    您好! 我已经成功构建了传感器、我有一些有趣的注意事项:

    对于一种情况、低初级:次级匝数比不可用。 在我之前提到的帖子中、我会尝试 n = 12。 这是非启动器。 发生的情况是、霍尔器件中存在有限量的偏移误差、即使在零位也是如此。 DRV411的反馈电路用于将失调电压驱动为零、并需要与磁电路耦合才能实现此目的。 由于它只能驱动有限量的电流(~250mA)、因此如果次级线圈中的匝数太少、您将永远无法消除霍尔器件的偏移误差。 然后、会出现一个非常大的误差、因为 VOQ +是 x Rs。 如果 IS = 250mA 且 Rs = 10欧姆、那么您已经在零初级电流时使 IC 的输出饱和:2.5V + 0.25A x 10 = 5V。 因此、在 n =12时失败后、我尝试了200、400、然后转动1000圈。 随后的每次增加都会减少消除霍尔偏移所需的次级电流、并减少静态偏移电压(VOQ)中的误差。

    现在、我遇到的是失调电压问题、这使我无法捕获低于25A 的满量程测量值。 我的目标是制造+/-500mA 传感器。 如上所述、每个霍尔器件中都存在偏移电压、这会导致 DRV411即使在零初级电流时也能驱动次级侧的电流。 对于"静态偏移电流"、请将此称为"IT_0"。 然后、静态输出电压(VOQ)出现误差、即 VOQ = Vref + IT_0 x Rs x G。如果一切都很完美、则 VOQ = Vref。 我的室温霍尔器件上的失调电压约为2.5mV、在整个温度范围内可能高达7mV 或8mV。 这是一个问题、因为它们会导致高达6mA 的电流在次级(IT_0)中流动、这相当于输出上的电压、具体取决于分流电阻器的值。 因此、还必须从测量中移除该误差、这将需要一个外部电压基准、一个运算放大器缓冲器、以及手动选择的电阻器或电位计来进行修整(对热性能和精度而言是不利的)。 如果传感器上的满量程范围为0.5至4.5V、使用5V 电源、这意味着偏移电流(IT_0) x 串联电阻(Rs) x 差分放大器增益(G = 4)的乘积必须小于0.5V、否则传感器将超出范围。 这意味着 IC_0 x Rs 的乘积必须小于0.5V/4 = 125mV。 这限制了我创建满量程值非常低(例如500mA、1A、5A)的传感器的能力、因为它们需要大分流电阻器、这会导致 I_0 x Rs 积快速烧断。

    我对 IC 和传感器的运行以及在低至+/-25A 的额定电流下实现相对良好的精度所取得的进展感到非常高兴。 现在、我需要进行必要的改进以获得我需要的电流额定值:500mA、1A 和5A。 我认为 DRV411凭借其"电流旋转"技术不仅可以消除1/f 噪声、还可以消除偏移误差。 不幸的是,我被弄错了。 此时、我不确定带霍尔元件的闭环是否会使我达到所需的范围和精度。 我知道还有另一个德州仪器 IC DRV401、它使用不同 类型的检测器来形成闭环次级电路。 如果 DRV411不是正确的选择、也许 DRV401是让我到达那里的正确选择。 你怎么看?

    根据我的账户、是否有人对如何减少总失调电压误差和提高传感器灵敏度(例如将满量程额定值降低至<5A)提出任何建议? 您认为霍尔元件是问题吗? 您会采取哪些不同的做法、或者您可能会建议我尝试哪些做法?

    再次感谢您的帮助!

    此致、
    David



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    David、
    感谢您对应用程序的全面解释和详细信息! 我必须与我的同事讨论这个问题、下周初我才能够与您联系。 我有一个问题-您是使用现成的霍尔元件、磁芯和线圈、还是定制了它们?
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    您好 Jason、

    我找到了一种巧妙的偏置霍尔器件的方法、以便我可以消除偏移误差。 这样、我就可以使用>=100 Ω 分流电阻器、并使用我的电路访问较低的电流电平。 我还不确定霍尔传感器的失调电压的温度稳定性、因此希望它不会影响一切。 为了回答您的问题、霍尔效应传感器已经现成可用、内核也是如此、但我正在自行修改和绕组它们。

    总之、在这一点上、我对芯片的功能非常满意。 与 TI 的大多数 IC 一样、DRV411是一款价格实惠的出色器件。 现在、我只希望您有一个类似的用于在开环配置中驱动4-SIP 霍尔元件的器件!

    感谢您的帮助!

    D