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1A同步BUCK电子负载短路时烧毁芯片

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
做了一个1A的BUCK,24V工艺,上管是PMOS(内阻600m,封装实测),下管是NMOS(350m,封装实测)。12V输入,5V输出,满载/空载启动,动态响应都正常。
但是只要电子负载短路输出的话,芯片瞬间烧毁,后来在下管并联了一个1A的二极管,一切正常。
芯片内部处理短路保护的机制是这个样子的:VOUT<2V,上管和下管同时关断,等待24mS后,重新启动。
后来感觉是短路的时候,下管体二极管的放电能力不够,做FIB把短路逻辑调整下,只关上管,下管一直开着,
修改之后,14V输入短路保护都没有问题了,15V的时候芯片还是会烧毁。
有高人能帮我分析下么?谢谢了!

你能确定下是NMOS烧了还是PMOS烧了?是不是和电感电流有关系?换个电感值试试?

你的保护机制有点问题,你保护触发的是电压而非电流,所以负载短路时刻电感的电流远远大于1A,电感的能量全部由NMOS短时间消耗,故而烧坏。
建议加电流保护,或者电压电流同时。

正在开盖确认中,还没有结果的。

电流限制怎么做?短路保护一般不都是检测输出电压么?输出电压低到一个值就认为是短路,而在电压正常到电压下降到短路保护点这段时间,完全是OCP在控制电感电流的,对不对?

电压保护不是不可以,但是电源电压比较高就非常危险:1. 电压保护在 5V==》保护阈值的过程中,占空比会很大,导致Pmos管子开启时间长,电感的dv/dt 电流上升非常快,以至于导致电流远远高于你的设计电流。 dv指的是你的电源电压,这个斜率很大,电感电流增加的非常快。一旦保护开启,N管子就烧坏(大电流过NMOS的衬底)。 若外加保护二极管,则大电流大部分从外部二极管流走,从而保护了内置NMOS。
2. 电流保护可以镜像 pmos N:1, 采样 电压来比较,你自思考。

另外,示波器测一下电感的电流,你就会明白。希望你能贴出电流波形

开盖分析,所有的烧坏的地方全部都在PMOS管上面,在VIN PAD和SW PAD之间短路了。电流太大,把线給烧毁了?
很奇怪的是,为啥在下管上面并联一个二极管就没有事了

一开始我也是这么认为的,可是开盖之后,更加迷糊了。NMOS管没有事,PMOS管烧了

你标的地方应该是电流流过最大的地方,电流流的不均匀把管子烧了?

你标的地方应该是电流最集中的地方,电流不均匀导致管子被烧了?

你的Power MOS应该用的是1A的latch-up rule
实际你短路的时候电流恐怕远远不止1A。

感觉下关的body diode大电流导通导致内部latch up

你开盖提供很好的信息,该处的金属比较薄弱,大电流烧毁。另外即使该处的金属没有问题,也不能保证大电压功率管不被烧坏,做power的都会电流方案限流,不然怎么就能确定你的负载是1A,而不是2A。这个有讲究。
方便的话,贴出示波器电感电流以及 电感两段的电压波形,很容易分析的。

我猜是PMOS耐压问题

專業 同意你的說法

最后通过FIB,短路保护时把下管常通,另外OCP的点放到1A附近。此时带载能力大约700mA左右,但是短路保护正常了,输入电压再高也不会烧毁芯片。原因我现在还没有想明白,真的是latch up?我该从哪里下手?
另外附上烧毁芯片的关键节点波形。


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