mp2560芯片使用中出现VIN和SW引脚短路,求分析
本帖最后由 mypear 于 2016-8-18 13:55 编辑现象描述:
一款产品中,之前是220V交流电经变压器再整流到18V,再输给MP2560 DC/DC芯片输出6V,这方案现场用了2年也没有出现问题。今年该产品前级选用AC/DC开关电源,开关电源输出12V给MP2560,MP2560再输出6V。但这方案在老化过程中出现MP2560芯片损坏(在做掉电上电试验,次数增多也同样出现),表现为VIN引脚和SW引脚短路。
请求高手分析{:cry:} 。
电路原理图:
PCB图:
MP2560结构图:
做过一些分析:
mp2560最直接表现是VIN和SW引脚间的MOS管损坏导通。
1、过压损坏?
A、测试开关电源12V输出峰值不超过15V。pass
B、SW引脚峰值也不超耐压值,技术手册给出范围:
Switch Voltage (VSW) ..........................................
............. –0.3V (-7V for < 10ns) to VIN + 0.3V
波形如下:
2、过热损坏?
室温38摄氏度运行4小时,mp2560温度才43~44摄氏度,完全不高温。在这种温度下,也出现MP2560损坏。
3、过流损坏?
整机6V电源,最大电流实测500mA(半秒采一次样的数字万用表),断电上电瞬时电流暂时没有仪器测试。瞬时电流冲击未测试。
4、一些示波器抓取图形:
A、12V-6V启动波形,12V开关电源刚输出12V时,6V电源开始启动数据,12V负载突然增加,出现不少毛刺;12V-6V间增加延时,毛刺仍存在的。感觉这毛刺去不掉,不知对芯片有没有影响。
12V-6V延时20ms (时间轴弄大了,毛刺不明显,其实仍有存在)
现在完全没有思绪,请高手指点明路{:handshake:} {:handshake:} 没有电流探针,通过测6V输出经过一个B380A二极管压降,对应手册查到电流,不知道精度如何。
B380A二极管压降0.8V多
对应B380A芯片手册,瞬间电流达3A
如果这样估算可行的话,难道是过流损坏?! 2016.8.24最新进展,在开关电源12V输出给MP560电源线上串一个0.25欧姆电阻,示波器检测电阻压降,出现超过0.6V压差。算一算都有2.4A{:sad:}
求支招
本帖最后由 mypear 于 2016-8-19 09:27 编辑
2016.8.18 实测MP2560输出电容减少,启动波形没有差别,迟点上图。
原版1000uF:12V-6V启动波形
输出改为20UF:12V-6V启动波形
你那个开关脚上面关断时有个负一点几伏的电压啊 我说两点供你参考一下:
1、输入启动延时的电容C18再大一点,103P改为104P。-------------这点作用不大,但是有让整个电路启再慢一点会更好点
2、还有你的PCB板输出反馈电路应从电容之后取样.(现在的是在电感和电容之间) -----------------------感觉这点是关键,它的取样结果直接关系到那个MOS的开关 本帖最后由 tarzar 于 2016-8-18 14:27 编辑
刚才看了一下原理图:居然FB的就是直接在电感之后样,这显然是不对的,后面那个1000UF电容应直接在电感之后,然后在这电容的后端取样
传一张原数据手册的图
一个小小的疑问:输出电容1000uF会不会太大了点?
layout不理想:SW节点走线太长,输入输入退欧电容距离较远。 不过应该不至于导致芯片损坏。
如果没有其他办法,建议考虑着两条后改版再试
>>输出电容1000uF会不会太大了点?
同问。规格书提示是由 22uF~47uF的。
输出电容官方推荐使能 low ESR无极性电容,不防楼主换一下输出电容试试。 输入电压低了,DCDC在相同的缓启动时间内电流更大,LZ提到多次上断电更容易出现,应该是多次缓启动造成的内部MOS过流损坏。
LZ可以尝试用回以前的18V电压煲机,看还会不会出现这个问题,也可以用电流探头去测试一下SW脚在启动阶段的电流情况。 leeseel 发表于 2016-8-18 14:16
你那个开关脚上面关断时有个负一点几伏的电压啊
这个问题我都注意到,旧版电路也存在。负压暂时没办法去除。 tarzar 发表于 2016-8-18 14:17
我说两点供你参考一下:
1、输入启动延时的电容C18再大一点,103P改为104P。-------------这点作用不大,但 ...
PCB之前不是我布线的,暂时想解决方法,不整体改板。 tarzar 发表于 2016-8-18 14:22
刚才看了一下原理图:居然FB的就是直接在电感之后样,这显然是不对的,后面那个1000UF电容应直接在电感之后 ...
官方推荐PCB图layout图,采样也是在电感后,不过靠近电容。不过我同事layout貌似没参考官方指导{:mad:}
feiban001 发表于 2016-8-18 14:23
一个小小的疑问:输出电容1000uF会不会太大了点?
layout不理想:SW节点走线太长,输入输入退欧电容距离较 ...
我调整电容试试,PCB板布线关键距离确实不理想。
你的意见,mark。 alias 发表于 2016-8-18 14:30
>>输出电容1000uF会不会太大了点?
同问。规格书提示是由 22uF~47uF的。
意见mark tarzar 发表于 2016-8-18 14:35
输出电容官方推荐使能 low ESR无极性电容,不防楼主换一下输出电容试试。
{:handshake:} mark 等待高手出现 续流二极管回路面积太大,负压太高会导致击穿mos管。当然不排除你买了假货。 输出电容太大可能动态响应会差点,但应该不至于烧芯片,之前试过买到假货出现过类似问题。 yuntianrenren 发表于 2016-8-19 10:13
输出电容太大可能动态响应会差点,但应该不至于烧芯片,之前试过买到假货出现过类似问题。 ...
你是用过这款芯片也出现过损坏现象?怎么分芯片真假,我看过丝印没差别。{:mad:} 本帖最后由 clesun 于 2016-8-19 17:40 编辑
你在输入加个TVS试试,保准管用。或者在电容上串一个小电阻。
这种问题老生常谈了,掉电上电,你仿真下就发现,输入电压瞬间很大;1000uf的大电容,这个也太大了吧。不一定坏,但肯定会坏。
一般情况下照着官方的典型电路弄就行了,人家都是按照这个测试芯片的,经得起考验。 如果是断电后上电瞬间坏而不是老化坏:1,输入输出电容按照标准应用改为低ESR的贴片电容并联;2,在输入端的电解电容上面串个10R以下的电阻。 输入电容过大了,按官方调整电容大小 这个芯片很皮实的,是否买到假货 本帖最后由 peter_zhang 于 2016-8-27 02:13 编辑
哈哈你这个问题,我几年前就知道了,特别在在输入源是ACDC 开关电源,后级是DCDC电源的情况;你这个输入输出电容确实有点大,官方推荐不可能这么大吧?
加TVS也是治标不治本,本质是LC阶跃输入响应的问题。传个文档你学习下。输入串个电阻就好了,凌特的很多DC芯片的输入级都是这么处理的,而且输入用电解电容笔陶瓷电容好,ESR大些有好处。
为什么你们的积分都那么高?我都注册好多年了,难道我水的不够多吗? peter_zhang 发表于 2016-8-27 02:08
哈哈你这个问题,我几年前就知道了,特别在在输入源是ACDC 开关电源,后级是DCDC电源的情况;你这个输入 ...
{:handshake:} 多谢出手相助,我看看资料。 peter_zhang 发表于 2016-8-27 02:15
为什么你们的积分都那么高?我都注册好多年了,难道我水的不够多吗?
你水得太少{:lol:} mypear 发表于 2016-8-27 13:36
你水得太少
楼主还没汇报结果呢 peter_zhang 发表于 2016-8-29 09:18
楼主还没汇报结果呢
已有措施,正在测试,测试结束后公布结果。 标注一下,看楼主测试结果 学习,,他们的芯片也在用,。暂时没发现有这现象。。。 经过测试,最终原因为:启动电流瞬间太大,超过MP2560最大电流,MP2560中的mos管过流烧坏。
导致电流过大原因是之前是用变压器,电流输出不足,重点有GPRS模块,所以用大电容防止GPRS模块瞬间供电不足。而换成开关电源后,电流输出很足,一上电对这些电容充电时产生瞬间大电流,MP2560吃不消。
解决方法两种:
1、更换部分电容
2、少更换电容,MP2560电路改用AO1284,不过要改电路。实测AO1284比MP2560好。 mypear 发表于 2016-10-13 14:50
经过测试,最终原因为:启动电流瞬间太大,超过MP2560最大电流,MP2560中的mos管过流烧坏。
导致电流过大原 ...
按LZ这种说法应该是上电冲击电流(inrush Current)过大,导致MP2560的MOS管烧坏。有两个疑问
(1)从示波器测试的波形可以看出,输出电压Vout=6V上电近似认为是斜坡上升的。上升时间Tss约为10ms
所以上电冲击电流近似为
I =Cout * Vout/tss = 1000uF*6V/10ms ≈0.6A。
而MP2560的限流在3.5A,应该不会烧坏MP2560的MOS管吧?请问LZ估算的上电冲击电流大概有多大?
(2)示波器给出的输出电压Vout=6V上升时间Tss约为10ms,而MP2560的规格书中给出的软启动时间为1.3mS,两者为什么会差一个数量级。MP2560的Vout输出上除了1000uF的电容,是否还有其他大电容?
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