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芯片55340-EP在最大输出电压时总会被击穿,内容如下

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我使用55340芯片搭建32V升38V为什么芯片的NMOS总会被击穿啊,负载为50Ω,输入为两个47UF并联,输出电容为22uF,不是二极管和电感的原因,直接插电源的时候,多插几次就被击穿了。是不是电容不够大啊

你好,TPS55340内部 是一个5A,40V 低侧场效应晶体管 (MOSFET) 开关。建议你看一下SW节点波形(全带宽),看是否超过40V,因为你的输出电压有38V。

如果超过40V建议你重新对芯片进行合理布局(可以参考用户手册中EVM板的布局布线)或者在开关节点处加Snubber电路(串R=2ohm,C=2200pF到GND)。其中2ohm上的功耗为f*C*Vds^2

谢谢你的建议,我试过你提出的方法了,输出36V时,不加RC电路峰值为41.4V,加了以后输出36V,峰值电压为39.6V,我想问一下我可以把电容电阻值加大一点吗?我需要实现38V输出。峰值电压小于40V

RC值可以根据你的需求修改,当然最根本的解决方法是修改PCB版图

HI 

   "直接插电源的时候", 相当于是硬开关,这个时候输入会有很高的震荡电压,叠加在你本身32V的输入上,很容易过压烧掉芯片。

   一般这种情况下需要用到热插拔。

这个电容和电阻的选取是怎么计算的啊?我选取6800PF,2.4ohm,结果峰值发表电压还没降低,能把计算公式说一下吗?

见附件

你好,我刚才试了RC电路,R=2Ω,C=9000pF,当我输出电压为38V时,SW的峰值电压为39V,输入电压为47uF,但是我输入电压为32V阶跃上电时,芯片仍被击穿,可能是什么原因啊?具体有哪些啊?我30V升36V时芯片可以阶跃上电不 被击穿,此时峰值电压为37V。这个芯片是不能达到38V吗还是什么其他原因啊?

你是带载上电么?带载上电时,由于电感会产生电压突变,就会有很大的ring,造成击穿,建议提高SS管脚电路,减缓启动速度。

可以输出38V,但是管子40V,裕量太小,容易损坏

是的,输出接了100Ω,那个软起动我是按照典型应用给的加在上面的,Css=47nF,我不知道这个芯片的计算方法,只按照电容的充电时间公式计算,得出为14ms,但是通过示波器捕捉阶跃上电时,输出波形显示实际只有4ms不到,是软启动的原因吗?

你用100nF的电容试一下,降低启动速度。具体原理可以参考数据手册的soft start章节

你好,这是我今天测试使用的电路原理图(附件),外部环路补偿是参考软件仿真的,电感的感值有点低没法改,为4.7uH,工作频率为1MHZ,

之前阶跃上电30V升36V时没问题,就是连续插拔上电峰值电压加入RC电路以后输出的峰值电压为37V。

不过在32V升38V时,其他都没变,在第二次阶跃上电的时候直接击穿了,是内置的NMOS直接击穿了。

因为芯片都没了,买的芯片暂时还没到,没法实验,

我想问此时,是因为电压突变产生的ring击穿的?还是可能是此时芯片的软起动失效了(之前的软起动电容因为芯片原因还没换),导致芯片被击穿了?还是其他原因?

你好,你的电感值变了的话,建议你手工计算一下环路参数。

建议尝试一下慢慢加电,看是否会损坏器件,因为38Vout对于芯片MOS的Vds来说几乎没什么裕量。

软启动电容你换一个大一点的看看,建议现在30Vin试一下,看看输出上升速度,先设置的慢一点(即电容大一点),然后再慢慢加电试一下输出到38V的

由于你是直接插拔,很容易造成ring,所以建议你前级加热插拔以保护电路。

因为你的输出是38V,电流3.8A,输出功率太大,芯片裕量太小很容易损坏芯片,如果可以建议你换一个芯片,用外置的MOS,这样就不会有击穿的问题了

之前试过输出从24V加到38V,芯片一点问题都没有,后来把开关的尖峰消除后还会出现击穿问题;

我主要就是想测试一下该芯片能不能达到38V,能不能在阶跃上电时不会被击穿,我的输出负载是100ohm,输出电流应该不大;

软起动应该没问题,我觉得应该是插拔时产生的ring过大了,毕竟我的输入电压达到32V,

还有一个问题就是之前我测试时24V升36V,负载为50Ω时也发生了击穿现象,是什么原因啊?其他条件不变,不过之前我没有加snubber电路,

不过加入RC吸收电路后,现在30升36V,负载为50ohm时,直接上电不会被击穿。

热插拔我还没试,我的同事是BUCK电路时,直接加大电压时也会击穿,后来在输入端接入一个100uF/220V的电解电容后直接上电没被击穿,

我的芯片击穿和这个有联系吗?

(芯片由于还没到,暂时没法实验, 麻烦你把你能想到的原因说一下,我一个个排除,我问了一些同事,他们也不了解,我自己是个新手,一步步找原因总会把芯片击穿)

输出从24V加到38V,芯片一点问题都没有,后来把开关的尖峰消除后还会出现击穿问题?什么意思?尖峰消除后, 输出从24V加到38V芯片就击穿了?我之前的建议是输入慢慢加,不是输出慢慢加,芯片最大到38V是可以的。

对于你同事的情况,应该是加大输入电容,使得在插拔时的输入电压突变变得平缓,避免了插拔时ring的产生。你也可以在前级加一个大电容,其效果可输入电压慢慢升高有点类似。你的问题应该主要还是ring电压太高,击穿下管。

等芯片到了,你需要做以下实验:

1、加大SS管脚电容,增加输入电容100uF以上。

2、输出设为38V,输入电压手动的慢慢增加,看是否会击穿芯片

3、再直接上电,但是建议设置你的Vin的上升速率,观察是否击穿

你好,我今天试了电路,输入电容加了0.1uF,4.7uF,10uF和47uF,然后我的输出电压为38V,输入电压为30V没有被击穿,多次插拔直接上电,芯片一直良好,负载为50Ω,软起动没有改,还是47nF。也没有加RC吸收电路,阶跃时ring,我捕捉到偶尔达到60V,大部分低于40V,SW节点的峰值电压大于40V,但是芯片一直良好,我焊接了3块电路板,都良好(每个芯片都连续插拔多次),这是什么原因啊?

你好,通常MOS管的击穿是指高电平持续一段时间才会击穿,如果只是一瞬间的高电平,不一定会击穿的,是要算高电平的有效值的。加大输入电容,也会降低一些ring电压,还是建议你加上snubber电路,因为击穿是概率性事件,你的margin太小了,还是有击穿的风险。

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