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某客户报告的故障现象:
使用的产品型号:智能高边开关PROFETTM+2 12V BTS7080-2EPA。
故障现象:使用该产品进行氛围灯控制,高边芯片处于睡眠模式下时,进行ISO 7637 2A试验,芯片在100个脉冲以后异常开通,此时驱动的LED灯异常发光。
分析过程:
第一步,检查芯片管腿阻抗
测试故障芯片阻抗,得到VS与GND之间呈二极管特性,VS和IN0短路。
第二步,失效分析
将失效芯片进行失效分析,得到 如下ATE测试图。可以得知芯片的VS和GND呈二极管特性,VS和IN0短路。且观测到芯片正表面上的IN0端口ESD保护电路烧毁。
第三步,检查客户原理图设计
客户单个BTS7080-2EPA外部原理设计如图一。客户系统共使用三颗BTS7080-2EPA,且三颗料共用同一个接地网络。接地网络如图二所示。从图二可以看到,接地网络中有一个并联二极管D2,但客户在实际应用中,未使用该并联二极管D2。
图一
图二
第四步,风险点排查
客户三颗BTS7080-2EPA共用一个接地网络,且接地电阻为47Ω,当三颗料同时工作时,会使芯片的GND电平过高,使得芯片的内部逻辑出现错误。
客户的IN0和IN1端口都加了2.2nF的电容。如下列原理框图所示,当IN端口存在电容时,在VS和IN之间存在可能的充放电回路,在进行ISO7637 2A试验时,芯片虽处于睡眠模式,但可通过VS和IN之间的钳位电路和ESD保护电路对IN端口的电容进行充放电。电容在充放电时,会产生一定量的充放电电流,在此期间,如果产生较大的功率,会将IN的ESD电路烧毁,且将VS端的钳位管击穿。从而产生客户在文章开头所描述的芯片失效现象。
解决方案/处理方法
第一步:建议客户将接地网络中的电阻改为47/3Ω; 或者阻值不变,在接地网络中加上并联二极管D2。
第二步:将IN0和IN1端口的2.2nF电容去除。
验证结果:
某客户按照处理意见进行整改,将IN0和IN1端口的电容去除后,芯片恢复正常工作,成功完成ISO7367 2A试验。
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