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[参考译文] CD4067B：CD4067B的单个通道形成到GND的短路径

admin
Guru**** 1160020 points
Other Parts Discussed in Thread: CD4067B, ADS8684, LM2904
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/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/1087640/cd4067b-individual-channels-of-cd4067b-form-short-path-to-gnd

部件号：CD4067B
主题中讨论的其他部件： ADS8684， LM2904

您好，TI：

在我们的应用中，我们使用一系列堆叠多路复用器(CD4067B) 将直流电压从320 个LED多路复用 ，直流电压从ADS8684 ADC读取一次。   我附上了一个简单的示意图，显示了该链在一个LED上的外观。  CD4067由12V导轨供电，MUX1通过MUX8开关在 GND和12V之间。

我们遇到的问题是CD4067B的单个通道似乎出现故障，显示到GND的短路径。  在大多数情况下，对于大多数MUX信道，此系统工作正常。  我们预计几乎没有电流流经CD4067，因为它们将LED的阴极侧(介于0和12伏之间) 连接到LM2904运算放大器(用作差分放大器)的[高阻抗]输入。  但是，我们有时会观察到U2的I0和U2的COM之间存在相当大的(1-2伏)电压降。  这 表示LED阴极侧通过PCA9745B (LED控制器)输入和CD4067B输入到GND的并行路径。  并非所有MUX都是如此，通常一次发生在一个或几个信道(而不是整个MUX)。  用新的MUX更换MUX始终可以解决问题。

如果LED输出上的电容器相对较大(47uF)，则在关闭系统电源时，CD4067输入将短暂看到高于VCC的电压。  这是否可能/可能会导致形成到GND的短路径？  是否有其他原因导致这种情况发生？

提前感谢您提供的任何帮助！

丹

e2e.ti.com/.../simplifiedLifetimeV7_2D00_1.pdf

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    嗨Dan，  

    因此，在这种情况下，输入将超过设备的VCC。 这将违反设备的ABS最大工作条件，并很可能导致损坏。 您将在数据表中看到，输入电压范围mux不超过VDD+VDD: 0.5
    此处的路径可能不会接地，因为损坏将发生在二极管路径上，直至VDD，而不是直至GND。 话虽如此，这里仍然有一条目前的道路。   

    如果可能，我会尝试更改顺序，以便在应用I/O信号之前为设备通电。  

    谢谢！
    Rami

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    您好，Rami，

    感谢您的快速响应！  我们将 实施新的停机程序，以确保所有输入均低于VDD+.5V。  不幸的是，我认为这不能解决我们的问题。  如您所述，此处的故障将导致VDD而不是GND漏电。  由于我们使用的是电流阱LED驱动器，并且我们观察到COM引脚上的电压比I0引脚低，我认为我们可以合理地确信我们的故障路径是接地。  您能想到会导致GND短路故障而不是VDD短路故障的任何类型的误用吗？

    谢谢！

    丹

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    嗨Dan，

    这里只是一个更新。 我们目前正在研究此问题，以尝试确定可能发生的情况，并将很快收到回复。

    谢谢！
    Rami

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    Dan，您好！

    如果您可以帮助澄清，请再回答几个问题：

    1)接地短路是什么意思？ 您在损坏的设备上看到多少电流？ 是否确实短路(在设备上看不到输出电压)或输出电压是否比预期的小？

    2)您的通电/断电程序是什么样子的？ 您是否确定VDD引脚在输入之前通电(您能否描述您为每个引脚(包括逻辑引脚)供电的顺序)？ 此外，如Rami所述，如果存在下冲事件(输入信号被拉至低于地面0.5V)或其他可能导致内部损坏(瞬态事件)的过度应力事件，则很可能引发此类GND故障。

    请告诉我，您是否可以帮助提供这些详细信息，我们可以进一步帮助调试这些详细信息。

    感谢您的合作。

    -Bryan

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    您好，Bryan：

    1) 当我说对地短路时，我的意思是输出电压比预期的要小。   在我们的案例中，我们的VDD为12V，I0上的电压为~10V，输出电压为7.5V

    2)我们的通电程序从电源为设置为输出12V的线性稳压器提供~15V电压。  此12V 电源为逻辑电平线性稳压器(3.3V)提供电源。  我们的逻辑由FT232H USB桥接器(3.3V供电)提供，其输出驱动MOSFET，以促进从逻辑电平(3.3V)到MUX逻辑电平(12V)的电压转换。  这些MOSFET的栅极由下拉电阻器拉低，以确保其输出不会在逻辑引脚处于活动低电平或高电平之前浮动。  在MUX的输入端，LED驱动器将尝试通过LED驱动0mA。  这意味着输入电压最终在~7-11V (低于12V VDD 1-5V)之间。

    断电一次切断所有这些设备的电源，因此系统中的电容将指示每个设备上的电压。  大部分电容位于12V和LED输入之间的47uF电容器中。  我们在每个相关位置都没有12V电源的瞬变，但如果您认为这可能是问题的根源，我们可以对其进行调查。

    再次感谢您的帮助！

    丹

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    您好Daniel：

    感谢此处提供的额外详细信息。 VDD盖和输入盖之间的巨大差异意味着输入可能不会在VDD处放电，并且在断电期间会出现过电压情况。 我建议将电容器变小，或者如果可以，请与VDD盖相匹配。 如果在问题出现之前多次停机，则设备可能会因在此顺序过程中出现的过压事件而逐渐损坏。 这种损坏会表现为通过输入/输出至VDD路径的电流增加，并且多路复用器的典型120欧姆电阻上的压降对降低的输出电压有意义。  

    我知道您提到您认为对GND的短路，但我不确定是不是这样。 您可能还会损坏第二个CD4067，这将使多余的电流流经第一个CD4067，并在电流流经U3的VDD时导致大幅压降 (并且可以通过LED电流路径而不是电源流回)。

    请告诉我，这是否有用和有意义。

    谢谢！

    Bryan

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    您好，Bryan：

    我想我们可能已经发现了这个问题，这就是您和Rami一直提出的建议。  我想向你们两人道歉：我在重新绘制这个简图时犯了一个微妙但重大的错误。  C1 (47uF)应介于VDD和输入I0之间(请参阅随附的校正图片)，而不是位于输入和GND之间。  这样 ，当设置关闭时，输入可以被拉至GND以下。   我认为这就是为什么我们看到GND出现短暂故障的原因。

    虽然我同意您在上面绘制的电流路径很可能是该电路的故障模式，但我认为过大电流流经U2会导致输出上的电压更高，而不是电压更低？  不管怎样，我怀疑我们在您的帮助下找到了真正的罪魁祸首！

    e2e.ti.com/.../8508.simplifiedLifetimeV7_2D00_1.pdf

    我们目前的计划是在  电容器的负极支脚和GND之间放置一个二极管，用作钳子，防止C1将输入推至GND电平以下。  我会向论坛报告这是否有效，以防将来有人遇到这种情况。

    再次感谢双方的帮助！

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    TI__Guru**** 1160020 points
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    Dan，您好！

    没问题！ 很高兴我们能就此问题找到解决办法。 如果您想分享您提到的发现，请回复。

    如果您有任何其他问题，请告知我们。

    谢谢！

    Bryan