芯片双标?电源芯片正、负输出分别对地短路现象不同!

-----本文简介-----

主要内容包括:

        BOOST型正压输出+BUCK-BOOST型负压输出的芯片,正负电压分别对地短路会发生什么?

----- 正文 -----

    1. 现象 

      采用的芯片是TPS65131,测试中发现正电压输出引脚对GND短路的话芯片会损坏,而如果是负电压输出引脚对GND短路的话,芯片并不会损坏,这就引出了为何正负输出会有差异的问题。    

2. 正压输出短路损坏原因 

      这个原因其实我此前写过的一篇文章可以解释,简单来说就是BOOST型电路由于存在VIN->电感->(体)二极管->VOUT的通路,因此如果不做特别处理的话,这条通路无法完全关断,短路后通过内部管子的电流就会过流,损坏芯片,上一篇文章:如何避免BOOST无法完全关断的问题?     显然这个芯片并没有对这个通路做特殊处理,即使发现输出电流过载而关断内部开关管,但是由于通路存在芯片还是会过流损坏。

        另外更可能的损坏原因是由于通路的存在导致过流时电感一直充电,撤掉短路后电感瞬间反峰电压超过INP引脚的绝对最大值,这个判断的原因是短路过程中输入电流虽然较大但是比较稳定,这个过程中可能并没有损坏。撤掉短路后再次短路,就发现芯片损坏,电流异常大了。    

3. 负压输出短路不会损坏的原因

        该芯片负压输出结构如图所示,是一个BUCK-BOOST结构。

        当开关导通时,电感充电,电流方向如下图, 二极管反向截止。

        当开关关断时,电感放电,电流回路如下图:

        可以看出来,这个电路的结构下,如果出现VOUT出现短路,只需要关闭开关管或者减小开关管导通时间,那么就不会存在VIN-VOUT的过流通路,关断后电感电流会快速降低或者放光,不会再出现大电流,因此没有出现芯片损坏的情况。

    4. 如何避免正输出短路损坏芯片

        如果一定要避免芯片损坏,可以在正电压输出后接一个有限流功能或者过流关断功能的功率开关。

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