微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > 硬件电路设计 > TI电源管理交流 > LM3671-3.3随机损伤的问题,求指点!

LM3671-3.3随机损伤的问题,求指点!

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

问题概述:

LM3671-3.3在使用过程中,发现存在芯片损伤或失效的情况。故障表现为输出端对地的阻抗变小或与地短路。(输出端指SW引脚。)

 

 1.输出电压范围,输出电压和电流大小

输入电源3.7---4.2V,输出电压3.3V。

输出电流为1mA—110mA,电流波形如下图,周期大约为0.5秒。

 

 

 

2.提供原理图,标示出功率器件的基本Spec:电感的大小及电流规格。 二极管, Mosfet的电流和电压 
Spec,输出输入电容值以及材质

电源部分原理图如下:图中U22为易损坏芯片,以上或以下描述均指U22。

功率器件: 7个RF天线,工作时电流为7*15mA,待机时电流为0mA。

电感: 电源输出电感为2.2uH,DCR为110mΩ,工作电流1.1A。

输出电容(C47):    CAP CER 4.7UF 10V 10% X5R 0603 瓷片电容

输出电容(C115):   CAP CER 10UF 16V 10% X5R 0805瓷片电容

 

 

3.最好能够提供一些重要的波形:Mosfet Vds或IC SW脚电压波形,电感电流波形和一些基本脚位的波形

正常的LM3671-3.3,其SW引脚输出波形如下:

 

 

 损伤后的LM3671-3.3,其SW引脚输出波形如下:

 

 

4. 已进行过的测试。

 

测试内容

具体测试方法

实验结果

备注

输入端过压

输出空载,用直流电源在芯片输入端不断调高电压,直至电流出现异常.

升高到8V时,输入端短路。

 

输出端过压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,输出端电压为1V。

芯片未损伤。

EN端过压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,EN端电压为1V。

芯片未损伤。

 

FB端过压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,EN端电压为1V。

芯片未损伤。

 

输入端负压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为-0.5V。

芯片未损伤。

 

输出端负压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,输出端电压为-0.5V。

输入端短路。

 

EN端负压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,EN端电压为-0.5V。

EN端短路。

 

FB端负压

输出空载,用直流电源设定输入端电压为0V,EN端电压为-0.5V。

FB端短路。

 

输出过流

输出接100uF瓷片电容和5欧姆的水泥电阻,反复进行上电,掉电测试。

芯片未损伤。

芯片实际输出可大于700mA。工作1分钟,芯片无明显发热现象

 

以上分析均基于直流电源测试。并未发现与实际故障表现一致的芯片。

 

 

由于故障随机出现,分析陷入僵局。请指点!

 

换个芯片有没有试过呢

你好, 应该是下管过应力导致的, 过应力可能有两方面的原因,

一是PWM有高的尖峰, 这种情况可以通过在SW对地加一个RC串联的Snubber (R=1ohm, C=1nF), 不过这种可能相对比较小因为输入电压就不高,

二是输出端的ESD或瞬间高压脉冲反灌到IC照成IC的下管损伤和烧坏, 这种情况可以在输出端加一个嵌位二极管来预防.

根据图上的情况应该是下管过应力导致的。个人感觉是PWM有高的尖峰, 楼主再用示波器检测下。。

电流波形不正常,PWM波形间歇震荡。建议加大输出滤波电容。或者反馈回路加入RC低通滤波网络。减小反应速度,提高稳定性。

首先感谢大家的热情回复。

Sean Zhang ,你好!

根据你的分析,我们针对第一种可能性进行了相关实验,发现高电压输入以及轻负载时,尖峰可达到7V以上。SW引脚波形如下:

根据芯片手册上描述,此脚电压大于6V可能导致芯片损坏。

但芯片以这种状态,连续工作12小时,未出现损坏。因此无法确认故障点。

至于第二种情况,由于实际产品安装完成后,后级电路与外界通过塑料隔离,因此出现的可能性较小,未做考虑。

我们现在的目标是定位故障点,然后笛做相应的改进。

由于无法重现故障,即使做了上述改进,心里也没底。

你好,根据目前提供的数据, 芯片损坏可能就是由于这个高压尖峰造成, datasheet写明SW点(就是下管MOSFET)最大承受电压是6.2V,

但一般还是有些余量, 高于6.2V也不定会导致下管损伤或者立即损坏, 特别是这种短暂脉冲尖峰对IC损伤更是一个渐进的过程.

每个IC余量也是有差异的, 有的大有的小, 余量小的就比较容易出现损坏的现象.

现在比较保险的做法就是把RC Snubber加上后看看这个尖峰会不会降到Spec以内, 如果可以的话就批量加上RC Snubber, 然后同时做老化测试看看还会不会有坏片发生.

另外, 出现坏片的概率有多高?

试生产了约150套,每套里面用了3个LM3671-3.3。目前的损坏概率约8.4%。

修改设计是最后考虑的方案,我们可能会先从降低输入电压或增加后级负载的方式,试试能不能降低这个尖峰值到允许范围内。

再次感谢你的热心回复。

这个我们也注意到了,我们还以为这是芯片本身由轻负载切换到重负载的变化特性。

我们明天会进行一些测试,以证实负载变化是否异常,再对这个现象进行讨论。

非常感谢!

损坏是用的过程中损坏的?还是上电就损坏了?还是开关机的时候损坏的?

损坏是同一标号的芯片,还是板上3颗芯片都有可能损坏?

 

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top