বক রূপান্তরকারী আইসি কেন ব্যর্থ হবে এবং উড়ে যাবে?


19

আমার একটি মোতায়েন নকশা রয়েছে যাতে আমরা পিসিবির 12V থেকে 5V স্টেপ-ডাউন বাক রূপান্তরকারী অংশে একটি উচ্চ (~ 4%) ব্যর্থতার হার অনুভব করছি। সার্কিটে বাক কনভার্টারের ভূমিকাটি 12 ভি ইনপুট (একটি সংযুক্ত লিড অ্যাসিড ব্যাটারি থেকে) 5 ভি নামিয়ে দেওয়া, যা পরে ব্যাটারি চার্জিংয়ের উদ্দেশ্যে একটি ইউএসবি-এ রিসেপটকে খাওয়ানো হয়।

সমস্ত ফিরে আসা ইউনিটগুলির একই বৈশিষ্ট্যযুক্ত ব্লো-আপ বক রূপান্তরকারী আইসি রয়েছে।

আইসি হ'ল টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টস থেকে একটি TPS562200DDCT (নামকরা প্রস্তুতকারক, তাই আমি শুনেছি)

এখানে ডেটাশিটটি দেওয়া আছে।

এখানে একটি ব্যর্থ ইউনিটের ছবি:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

এখানে স্কিম্যাটিক:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

বোর্ডের সেই বিভাগটির জন্য পিসিবি ডিজাইনের ফাইলটি এখানে দেখুন:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

বক রূপান্তরকারী আইসি ব্যর্থতা বিশ্লেষণ করে, আমি মনে করি আপনি কম ব্যাটারি কাট অফ সার্কিট উপেক্ষা করতে পারেন। সার্কিটের সেই অংশটি কেবলমাত্র রেফারেন্স ভোল্টেজ এবং লো-সাইড পাস এফইটি ব্যবহার করে ব্যাটারির নেতিবাচক টার্মিনালটি বাকী সার্কিটরি থেকে বাদ দিতে যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ 11 ভি এর নীচে নেমে যায়।

আমার কাছে মনে হয় যে ইউএসবি অভ্যর্থনার সাথে সংযুক্ত কোনও ডিভাইসে একটি বাহ্যিক শর্ট সার্কিট কোনও অপরাধী হবে না, যেহেতু TPS562200DDCT এতে অন্তর্নির্মিত সুরক্ষা তৈরি করেছে:

7.3.4 বর্তমান সুরক্ষা একটি চক্র-দ্বারা-চক্র ভ্যালি সনাক্তকরণ নিয়ন্ত্রণ সার্কিট ব্যবহার করে আউটপুট ওভারকন্ট্রেন্ট সীমা (ওসিএল) প্রয়োগ করা হয়। সুইচ কারেন্টটি অফ-স্টেটের সময় লো-সাইড এফইটি ড্রেনকে সোর্স ভোল্টেজ থেকে পরিমাপ করে পর্যবেক্ষণ করা হয়। এই ভোল্টেজটি স্যুইচ কারেন্টের সমানুপাতিক। নির্ভুলতা উন্নত করতে, ভোল্টেজ সেন্সিং তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ হয়। হাই-সাইড এফইটি স্যুইচের সময় চলাকালীন, ভিআইএন, ভিওউটি, অন-টাইম এবং আউটপুট সূচক মান দ্বারা নির্ধারিত লিনিয়ার হারে স্যুইচ বর্তমান বৃদ্ধি পায়। লো-সাইড এফইটি স্যুইচ চলাকালীন সময়ে, এই সারিটি রৈখিকভাবে হ্রাস পায়। স্যুইচ কারেন্টের গড় মান হ'ল লোড কারেন্ট আইওউটি। যদি নিরীক্ষিত কারেন্ট ওসিএল স্তরের উপরে থাকে তবে রূপান্তরকারী নিম্ন-সাইড এফইটি বজায় রাখে এবং একটি নতুন সেট পালস তৈরিতে বিলম্ব করে এমনকি ভোল্টেজের প্রতিক্রিয়া লুপের জন্যও একটি প্রয়োজন, বর্তমান স্তরটি ওসিএল স্তর বা নিম্নতর হওয়া পর্যন্ত। পরবর্তী স্যুইচিং চক্রগুলিতে, অন-টাইম একটি নির্দিষ্ট মানকে সেট করা হয় এবং বর্তমানটি একই পদ্ধতিতে পর্যবেক্ষণ করা হয়। যদি ওভার বর্তমান শর্তটি একটানা স্যুইচিং চক্রের উপস্থিতি থেকে থাকে তবে অভ্যন্তরীণ ওসিএল প্রান্তটি উপলব্ধ আউটপুট বর্তমানকে হ্রাস করে একটি নিম্ন স্তরে সেট করা থাকে। যখন স্যুইচিং চক্রটি ঘটে যখন স্যুইচ স্রোতটি নিম্ন ওসিএল প্রান্তিকের উপরে না থাকে, তখন কাউন্টারটি পুনরায় সেট করা হয় এবং ওসিএল প্রান্তটি উচ্চতর মানটিতে ফিরে আসে। এই ধরণের অতি-বর্তমান সুরক্ষার জন্য কিছু গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা রয়েছে। লোড কারেন্ট পিক-টু-পিক ইন্ডাক্টর রিপল স্রোতের এক অর্ধেক ওভার-কারেন্ট থ্রেশহোল্ডের চেয়ে বেশি। এছাড়াও, যখন বর্তমান সীমাবদ্ধ করা হচ্ছে, আউটপুট ভোল্টেজ হ্রাস প্রবণতা হিসাবে চাহিদা লোড বর্তমান রূপান্তরকারী থেকে উপলব্ধ বর্তমানের চেয়ে বেশি হতে পারে। এর ফলে আউটপুট ভোল্টেজ পড়তে পারে। যখন ভিএফবি ভোল্টেজ ইউভিপি প্রান্তিক ভোল্টেজের নিচে পড়ে যায়, তখন ইউভিপি তুলনামূলক এটি সনাক্ত করে। তারপরে, ইউভিপি বিলম্বের সময় (সাধারণত 14 ডিগ্রি) পরে ডিভাইসটি বন্ধ হয়ে যায় এবং হিক্কার সময় (সাধারণত 12 এমএস) পরে পুনরায় শুরু হয়।

সুতরাং, এটি কীভাবে ঘটতে পারে তার কি কারও ধারণা আছে?

সম্পাদনা

এখানে টিআই ওয়েবেঞ্চ ডিজাইনার ব্যবহার করে বাক রূপান্তরকারীটির জন্য উপাদানগুলির মান এবং অপারেটিং পয়েন্টগুলি নিয়ে আসার জন্য একটি রেফারেন্স ডিজাইনের লিঙ্কটি দেওয়া হয়েছে:
https://webench.ti.com/appinfo/webench/scriptts/SDP.cgi?ID = F18605EF5763ECE7

সম্পাদনা

আমি এখানে ল্যাবটিতে কিছু ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা করেছি এবং নিশ্চিত করতে পারি যে আমি গলিত প্লাস্টিকের একটি খুব অনুরূপ স্তুপ পেয়েছি যেখানে আমি যদি রিভার্স পোলারিটির সাথে ব্যাটারি প্লাগ করে থাকি তবে বাক কনভার্টারটি ব্যবহৃত হত। যেহেতু আমাদের ব্যাটারি সংযোগকারীর পছন্দটি দুর্ঘটনাক্রমে রিভার্স পোলারিটি প্লাগইনগুলির তুলনামূলকভাবে উচ্চতর সুযোগ সরবরাহ করে (বলুন, 4% সুযোগ -> উইঙ্ক উইঙ্ক), সম্ভবত এটি সম্ভবত মনে হয় যে আমরা ব্যর্থতা লক্ষ্য করেছি তার বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই এটি দায়ী।


3
আর কি, যদি কিছু থাকে তবে সেই ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত থাকে? এটি সংযুক্ত সার্কিট দিয়ে চার্জ করা হয়? ABS। সেই চিপের জন্য সর্বাধিক মাত্র 17V যা চার্জাধীন লিড-অ্যাসিড কোষের 13.8V এর তুলনায় খুব বেশি মার্জিন নয়।
স্পিহ্রো পেফানি

9
একটি স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশন হওয়ায়, আমি মোটরগাড়ি উত্সাহ ডাম্প এবং বিপরীত ভোল্টেজ এবং + 24 ভি বুস্টের কোনও সুরক্ষা দেখতে পাচ্ছি না
টনি স্টিয়ার্ট সাননিস্কাইগুয়ে EE75

5
ডেটাশিটে বেশ কয়েকটি লেআউট গাইডলাইন অনুসরণ করা হচ্ছে না এবং এটি আপনার কাছে থাকা অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিকের পরিবর্তে ইনপুটটির জন্য সিরামিক ক্যাপের প্রস্তাব দেয়।
ব্রাহানস

4
এটি কি সাধারণ অপারেটিং শর্তে গরম হয়? আমার এটি দ্বিগুণ ছিল: 1 / একটি ডিজাইন যা ভুল প্রেরণে ছিল With (স্যাচুরেশন বর্তমান) 2 / এ (আলাদা) ডিজাইন যেখানে ইউএসবি পোর্ট থেকে 5V ফিরিয়ে দেওয়া হয়েছিল।
ल्डফার্ট

4
টিআই একজন নামী নির্মাতা? আমি পুরপুরি নিশ্চিত নই. সমর্থনটি দুর্বল এবং আমার কাছে ডিজাইনের ত্রুটিগুলি সহ বেশ কয়েকটি খারাপ অপম্প রয়েছে
ভোল্টেজ স্পাইক

উত্তর:


16

@ ওল্ডফার্ট একটি মন্তব্যে বলেছিলেন যে আমি চিপের উপর ওভারভোল্টেজের দ্বিতীয় সন্দেহের সাথে পরিচয় করিয়ে দিচ্ছি ind

আপনার সরবরাহ বাইপাসটি একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার, চিপ থেকে কিছুটা দূরে এবং একটি ছোট ইলেক্ট্রোলাইটিক তাই এটির তুলনামূলকভাবে উচ্চ ESR রয়েছে (এবং দুর্ভাগ্যক্রমে, একটি ESR যা ক্যাপাসিটরের বয়স হিসাবে বৃদ্ধি পাবে)।

ইনপুট রিপল কারেন্ট, ওয়্যারিং থেকে স্ট্রে ইন্ডাক্ট্যান্সের সাথে মিলিয়ে চিপ ইনপুটটিতে ওভারভোল্টেজ হতে পারে। আমি দীর্ঘ তারের সাথে সরবরাহের সাথে এটি পরীক্ষার পরামর্শ দিচ্ছি এবং সরবরাহের সীমাটির সীমাতে পরীক্ষা করব। পাওয়ার রেলগুলিতে একটি অসিলোস্কোপ রাখুন এবং স্পাইকগুলি কত বড় তা দেখুন। সমান্তরালভাবে বৈদ্যুতিন (যেমন 1000 µF / 25 V 105 ° C) সহ একটি সিরামিক 22 µF ক্যাপাসিটারটি আপনার ঘর থাকলে আরও ভাল। সর্বাধিক অপারেটিং ভোল্টেজে "22 µF" সিরামিক 10 µF এর বেশি রয়েছে কিনা পরীক্ষা করুন। এটি চিপের মতো ব্যবহারিকের মতো কাছাকাছি হওয়া উচিত। এবং অবশ্যই, ডাটাশীটে প্রস্তাবিত বিন্যাসের অনুশীলনগুলি যতটা ব্যবহারিক হিসাবে নিবিড়ভাবে অনুসরণ করা ভাল।


ইন্ডাক্টর স্যাচুরেশন একটি ভিন্ন ইস্যু occur এটি ঘটতে থাকে সর্বনিম্ন সরবরাহ ভোল্টেজে যেখানে ইনপুট বর্তমান সর্বাধিক। আপনি আপনার আন্ডারভোল্টেজ লকআউটকে বাইপাস করে এবং ইনপুটটিকে স্বাভাবিকভাবে প্রত্যাশিত সর্বনিম্নের নীচে থেকে কমিয়ে পরীক্ষা করতে পারেন। লক্ষণগুলি হ'ল চিপে অতিরিক্ত শক্তি অপচয় হ'ল।


13

সমস্যা: সস্তা উচ্চ ESR ক্যাপাসিটার এবং ডিজাইনের অ্যাপ্লিকেশন নোটগুলি উপেক্ষা করে।

সম্পাদন করা

এটি যদি প্রয়োগ না হয় তবে গাড়ি অ্যাপ্লিকেশনগুলি উপেক্ষা করুন, কম ইএসআর ক্যাপাসিটারগুলির জন্য প্রয়োজনীয়তার নোট নিন।

এই ডিজাইনের জন্য দুটি টিডিকে সি 3216X5R0J226M 22 μF আউটপুট ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা হয়। টিপিক্যাল ইএসআর প্রতি 2 মিলিয়ন। গণনা করা আরএমএস বর্তমান 0.286 এ এবং প্রতিটি আউটপুট ক্যাপাসিটার 4 এ জন্য রেট করা হয়

নোট করুন যে 22 μF * 2 মিΩ = τ = 0.044 excellent গুলি দুর্দান্ত সিরামিক পারফরম্যান্স, যেখানে কম ইএসআর ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি <1 and এবং সাধারণ উদ্দেশ্যে বৈদ্যুতিন ক্যাপাসিটারগুলি >> 100। গুলি। যেহেতু চ >> 50 কিলাহার্জ প্রতিস্থাপনের জন্য এটি সমালোচিত এবং সমান্তরালে প্রস্তাবিত তিনটি অংশের সাথে উন্নত হয়।

অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর এমনকি অতি-লো ইএসআর প্রকারের সাথেও এই কম ইএসআর * সি = achieve অর্জন করা অসম্ভব । এই নকশায় সিরামিক ব্যবহার করা হয়।

যদি ইএসআর খুব বেশি হয় এবং প্রতিক্রিয়াশীল পদক্ষেপের লোড প্রয়োগ করা হয় তবে অস্থিরতা, উচ্চতর রিপল ভোল্টেজ এবং ওভারশুট করার আরও সম্ভাবনা রয়েছে।

আপনার যদি স্বয়ংচালিত নকশা বা পরীক্ষার নির্দিষ্টকরণ বা স্ট্রেস টেস্টিংয়ের সাথে ডিভিটি পরীক্ষার পরিকল্পনা না থাকে তবে এই নকশাটি সঠিকভাবে সম্পন্ন হয়নি।


1
আকর্ষণীয় তথ্যের জন্য ধন্যবাদ! আমি মনে করি না যে এটি আমাদের ডিজাইনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, যেহেতু আমাদের পিসিবি কখনই কোনও গাড়ীর সাথে সংযুক্ত থাকে না।
ম্যাকডোনাল্ডটমডব

@ ম্যাকডোনাল্ডম টোম যদি আপনার নিকৃষ্টতম ইনপুট পরিবেশগত চশমা এবং ক্ষণস্থায়ী ইনপুট ভোল্টেজ থাকে তবে ডিভিটি পরিকল্পনা করে ক্ষেত্রের রিটার্নের পরিবর্তে নকশার পর্যায়ে ওভারটেম্প ব্যর্থতার সাথে এই ত্রুটিগুলি পাওয়া যাবে।
টনি স্টিয়ার্ট সানিসস্কিগুয়ে EE75

দুর্দান্ত পয়েন্ট। অভ্যন্তরীণ ক্ষতিপূরণের বিবরণের জন্য ti.com/lit/an/slva546/slva546.pdf দেখুন । আউটপুট শূন্য সমালোচনামূলক এবং 45 ডিগ্রি পয়েন্ট গণনা করা (1 / (2 * পাই * কোট * ইএসআরআউট) স্থিতিশীলতার জন্য ডাবল মেরু থেকে কিছুটা উপরে থাকা প্রয়োজন A একটি উচ্চ ESR ক্যাপটি শূন্যের যথেষ্ট কম টানবে যে সিস্টেমটি হতে পারে স্থায়ীত্বের জন্য প্রান্তিক যখন উপাদান সহনশীলতা বিবেচনা করা হয়।
পিটার স্মিথ

8

ডেটাশিটটি সি 4 কে কম ইএসআর সিরামিক ক্যাপাসিটার (20 µF থেকে 68 µF) হতে প্রস্তাব দেয়। আপনার কাছে মনে হয় 22 µF ইলেক্ট্রোলাইটিক রয়েছে। সমস্ত ডেটাশীট উদাহরণ সমান্তরালে দুটি 10 ​​µF দেখায়। আসল মান সম্ভবত ফ্রিকোয়েন্সি উপর নির্ভর করে। এটি হতে পারে এবং নাও হতে পারে আমার কোনও ধারণা নেই। কিন্তু ...

আমার এমসি 34063 ব্যর্থ হয়েছে, কারণ ইনপুট ক্যাপাসিটারটি অনুপযুক্তভাবে কম ছিল বা উচ্চ ESR ছিল। ব্যর্থতা সাধারণত বিদ্যুৎ বন্ধ থাকাকালীন ঘটে থাকে তবে এটি এখানে প্রাসঙ্গিক নাও হতে পারে।


1

ল্যাবটিতে এখানে ধ্বংসাত্মক পরীক্ষার মাধ্যমে এটি প্রদর্শিত হবে যে বক রূপান্তরকারী অভ্যন্তরের এই গলিত গাদাটির সর্বাধিক কারণ হ'ল বাক রূপান্তরকারীটির বিপরীত মেরুতা প্রয়োগ করা।

আপনার অন্তর্দৃষ্টি জন্য সকলকে ধন্যবাদ, আমি অবশ্যই এই নকশাটির পরবর্তী পুনরাবৃত্তি উন্নত করতে তাদের ব্যবহার করব।


এছাড়াও, আমি সবেমাত্র একটি ওভার-ভোল্টেজের অবস্থাটি দেখেছি যা একই জিনিসটি একটি পৃথক পিসিবিতে করেছিল (এটি BUCK আইসিটিকে আগুন ধরে ফেলে এবং তত্ক্ষণাত গলে যায়)।
ম্যাকডোনাল্ডটমডব

0

আপনি যদি নকশাকে আবার দেখতে চান, আরও শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত সক্ষম থ্রেশহোল্ডের সাথে একটি অংশ চয়ন করা পুরো লো ভোল্টেজের কাট-অফ সার্কিটকে EN পিনের উপর একটি সাধারণ সম্ভাব্য বিভাজক দ্বারা প্রতিস্থাপনের অনুমতি দেবে। এই ব্যয় সাশ্রয় নতুন ডিভাইসের জন্য অর্থ প্রদান করবে এবং কিছু সুরক্ষা উপাদানগুলির জন্য কিছু বাজেট দিতে পারে। TPS562200 5.3A পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করতে পারে। সূচক সম্ভবত ততক্ষণে উচ্চ স্যাচুরেটেড।


দুর্দান্ত ধারণা, তবে 12V ব্যারেল জ্যাকগুলিতে প্রবাহিত প্রবাহ বন্ধ করার জন্য আমার কম ভোল্টেজের কাট অফ প্রয়োজন (কেবল 5 ভি বাক রূপান্তরকারী নয়)।
ম্যাকডোনাল্ডটমডব

হ্যাঁ হ্যাঁ, এটি সত্য :-)
অ্যান্ড্রু হোয়াইট

-1

আমি প্রস্তাব দেব যে খুব ছোট অংশটি গরম হয়ে উঠছে যখন তার উপর একটি বোঝা চাপানো হয় এবং কেবল জ্বলতে থাকে। বোর্ড লেআউটটি অংশের জন্য বোর্ড লেভেল হিটসিংক হিসাবে তামা ব্যবহারের পথে খুব বেশি কিছু দেখায় না।

আপনাকে হয় হিট স্প্রেডার নিয়ে আসতে হবে, এমন একটি প্যাকেজ ব্যবহার করতে হবে যা ইন্টিগ্রেটেড থার্মাল প্যাড রয়েছে এবং / অথবা প্রচুর বিফায়ার প্যাকেজে অন্য অংশ খুঁজে পেতে পারে।


+1 আমি এই পরামর্শ দ্বিতীয়। প্রথম জিনিসটি লোড এবং ইনপুটগুলির পরিসীমাটির উপর কনভার্টারের দক্ষতা পরীক্ষা করা। এই আইসি ছোট, এবং বোর্ড লেআউট বা ভুল উপাদান মানের যে কোনও অপূর্ণতা অতিরিক্ত গরম হতে পারে।
এলে.চেনস্কি
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.