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TPS54622在工作过程中出现电源输入引脚端烧毁的问题

背景描述:
在产线使用PCIe老化板期间,目前已累计如下图烧毁情况10pcs,表现为。
1、基本上都是U2 IC(TPS54622RHLR)烧坏,有些IC周边的电阻、电容也烧坏;
2、空载及满载都有出现,满载出现的比较多。一般是在测试过程中出现;
3、F4 总通路上的30A保险丝一般没有问题发生;
4、F2,F3,F5~F10,这8颗保险丝偶发性地会随机出现断开的现象;
5、IC击穿烧毁位置主要集中在U2 Pin4/5/6所在角落的位置,即输入电源所在位置;
6、上述现象一般在SSD盘的高温老化过程中突然出现。

问题:根据上述原理图和PCB布局上的情况,那可能会是什么原因导致工作过程中TPS54622电源输入引脚处烧毁呢?

David Hu2:

1 TPS54622 IC烧毁图片及其位置

2, TPS54322电源布局情况

David Hu2:

TPS54622原理图

Johnsin Tao:

回复 David Hu2:

Hi一般烧掉VIN都是过压导致的,但是你输入是12V,要20V以上才有机会烧成这样。建议你在老化的过程中用示波器监控Vin电压,15V以上触发。如果是设计上的不良,一般不良率很高,而是会出现是测试阶段,不会出现的老化阶段,请问这种不良有几片?烧必定是大电流流经芯片,不会是因为其他路径的大电流。但是如果存在大电路在输入路径上,那么12V如果有导线,或者输入layout不好等因素产生较大的寄生电感,因为较大的电流变化率,是会在输入产生很大的spike,足以过压烧掉芯片。最后还建议输入源的稳定情况。

David Hu2:

回复 Johnsin Tao:

上图是从上电到工作过程中工作了一个CYCLE的监控波形, 最大电流可以达到5.14A(有效值4.8A);  最大电压可以达到14V(有效值12.14V)

不过上述监控过程并没有出现烧毁等异常,目前我司有1千多片此板子,截止目前已发现10余片了,后续测试过程中陆陆续续会有些。

从监控结果来看,并没有触发15V电压。难道如你所讲,由于该芯片存在于其它大电路的输入路径上(理论上3.3V*1.5A*24pcs=118.8w,约120W/12V=10A),

而12V的导线,可能输入layout不好等因素产生了较大的寄生电感,因为较大的电流变化率从而在输入产生很大的spike,足以过压烧掉芯片?

以下是12V电源分配情况,其本身负载很小,不到1A, 但其挂在的12V网络和其它的大电流负载的输入端是共用的,可能是这里的干扰吗?

David Hu2:

回复 Johnsin Tao:

我在网上搜索了如下以下信息:

1、芯片在工作时,发热严重,不是马上损坏而是在工作一段时间后损坏就是过流,通电瞬间击穿就是电压 ;

2、过流烧糊,一般不会裂开,过压会有物理断裂 ;

从我们当前IC烧毁的外观情况来看,并没有看到IC的物理断裂,倒是很明显的给烧糊了,而且我们的板子也不是上电马上就损坏,而是工作了一段时间发生的,综合这些信息来看,TPS54622的烧毁看起来更像是电流原因引起的,对吗?那针对此现象,我们该如何去改善电路方案去杜绝呢?

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