降压转换器IC为什么会发生故障并爆炸?
我有一个已部署的设计,在该设计中,我们在PCB的12V至5V降压降压转换器部分中遇到了较高的故障率(〜4%)。降压转换器在电路中的作用是将12 V输入(从连接的铅酸电池)降压至5V,然后将其馈送到USB-A插座以进行电池充电。 所有返回的单元都具有相同的特性升压降压转换器IC。 该集成电路是德州仪器(TPS562200DDCT)的制造商(信誉卓著,所以我知道) 这是数据表。 这是发生故障的单元的图片: 这是原理图: 这是板子那部分的PCB设计文件: 在分析降压转换器IC的故障时,我认为您可以忽略低电池切断电路。当电池电压降至11 V以下时,该部分电路仅使用参考电压和低端旁通FET来将电池的负极端子与其余电路断开。 在我看来,连接到USB插座的设备上的外部短路不会成为罪魁祸首,因为TPS562200DDCT内置了过流保护: 7.3.4电流保护使用逐周期谷值检测控制电路可实现输出过电流限制(OCL)。在关断状态期间,通过测量低侧FET漏极至源极电压来监视开关电流。该电压与开关电流成正比。为了提高精度,对电压感应进行了温度补偿。在高端FET开关导通期间,开关电流以VIN,VOUT,导通时间和输出电感值确定的线性速率增加。在低端FET开关导通期间,该电流线性减小。开关电流的平均值为负载电流IOUT。如果监测到的电流高于OCL电平,则转换器将保持低端FET导通并延迟创建新的设置脉冲,即使电压反馈环路需要一个,直到当前级别变为OCL级别或更低。在随后的开关周期中,导通时间设置为固定值,并且以相同方式监视电流。如果过电流条件存在连续的开关周期,则将内部OCL阈值设置为较低的水平,从而减少可用的输出电流。当开关电流不高于下限OCL阈值时发生切换周期时,计数器将复位并且OCL阈值将返回较高值。这种过电流保护有一些重要的考虑因素。负载电流比过电流阈值高出峰峰值电感器纹波电流的一半。而且,当电流受到限制时,由于所需的负载电流可能高于转换器提供的电流,因此输出电压趋于下降。这可能会导致输出电压下降。当VFB电压降至UVP阈值电压以下时,UVP比较器检测到它。然后,该设备在UVP延迟时间(通常为14μs)后关闭,并在打ic时间(通常为12 ms)之后重新启动。 那么,有人知道这是怎么发生的吗? 编辑 这是参考设计的链接,我以前使用TI WEBENCH Designer提出了降压转换器的组件值和工作点:https ://webench.ti.com/appinfo/webench/scripts/SDP.cgi ? ID = F18605EF5763ECE7 编辑 我在实验室中进行了一些破坏性测试,可以确认如果我插入反极性的电池,我会得到看起来非常相似的熔融塑料堆,而Buck转换器曾经是。由于我们选择的电池连接器确实提供了较高的偶然反极性插件机会(例如4%几率->眨眼眨眼),因此这似乎是造成我们观察到的大多数故障的原因。