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開關模式的DC/DC轉換器的損壞幾率有多高?

立錡科技 ? 2019-08-03 04:59 ? 次閱讀

在各種各樣的電源轉換器中,開關模式的DC/DC轉換器的損壞幾率是最高的,有時候有的問題甚至讓人無從分析起問題到底出現在哪里。


前幾天整理抽屜,發現了很久以前的一塊客戶的板子:


這個板子將我的思緒拉回到很久以前的一段日子,那時候,手機還是功能機的天下,市場上開始出現用普通干電池為手機充電的產品。據說這樣的產品在日本市場買得最紅火,其原因是日本的銷售人員必須隨時保持自己的手機處于工作狀態,而手機電池一旦被耗盡,這樣的產品就成了救命之物。由于干電池很便宜,這種充電器也很便宜,用完了就可以扔掉,因而銷量巨大。


對于這種用了就扔的說法,我這個土包子是很難理解的,因為在我眼里一切物品都是資源,而日本人竟能將這樣的產品用了就扔,實在是也太土豪了,但我至今也無法驗證這一說法的真偽。


但無論這一說法是否屬實,這樣的產品成本低廉則是肯定的。像這塊板子,其核心就是一塊RT9261A的Boost芯片,它通過驅動外加的晶體管進行升壓以提供手機需要的供電電壓,成本確實很低廉,對于富有的日本人(大家都這么說)確實不算什么。


制作這塊板子的是一家華東的客戶,他們遇到了芯片常壞的問題,但找不出原因來,所以把幾塊板子寄到了深圳讓我查找問題。我的做法很簡單,在看了原理圖以后就接好電源線,將示波器端子連接在開關節點和芯片地上,將示波器工作模式設定在Normal模式,調好觸發電平,打開電源,然后對著電源地線一刀下去,咔嚓一聲(從圖上還可以看到整齊的切口),示波器被觸發,記錄下了高于芯片耐壓的波形數據,再把波形發給客戶,說明原因,對我來說的問題就這樣被處理完了。


我為什么會對電源地線動刀呢?這是由于客戶巧妙地將充電器和手機之間的地回路當作了電池供電的地回路,一旦手機被拿走,充電器的供電回路就中斷了,DC/DC得不到供電,自然會停止工作。但是,客戶沒有想到沒有地回路的DC/DC中的電感儲能將無處可去,它們只好變成高電壓去將DC/DC器件擊穿了。由于輸出電容的存在和斷電時間的隨機性,RT9261A被損壞的幾率是不確定的,所以,雖然這一設計有問題,但并不會每一次斷電都能將器件損壞。

2014年,電源網曾經做過一個活動,他們將采用ACOTTM控制架構的DC/DC電源芯片RT7295C樣品免費送給網友使用,其中有一個網友就將此芯片用來給3節串聯的鋰離子電池充電了,但是他發現了一個問題:當電源電壓低于電池電壓的時候,芯片RT7295C就會壞掉。這是為什么呢?我當時曾經嘗試著在網上回答了這一問題,但我并沒有明確指出造成損壞的原因是什么而是指出了一些可能性:上橋體二極管損壞,Boost工作模式。

對于DC/DC為什么會損壞,其實各種不同的情況下會有不同的答案,有時候所遇到的問題確實是很煩人的,我在已經發表過的文章中也對一些狀況做了分析,但這遠遠不能覆蓋所有的狀況。

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