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电源IC失效的分析和避免其发生的方案

2023-4-27 10:05| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 没有人喜欢IC失效,但这总是会发生。分析失效的根本原因是需要足够的智慧的,在遇到难以重现的偶发性失效时就更是如此了。在分析了大量的失效案例后,我们发现绝大多数的问题都是发生在IC输入端的电气过应力(EOS) ...

没有人喜欢IC失效,但这总是会发生。分析失效的根本原因是需要足够的智慧的,在遇到难以重现的偶发性失效时就更是如此了。在分析了大量的失效案例后,我们发现绝大多数的问题都是发生在IC输入端的电气过应力(EOS)上。

ESD(Electro Static Discharge,静电放电)和EOS(Electrical Over Stress,电气过应力)都会导致电压过应力,差异在于ESD的电压高(>500V)、时间短(<1µs)而EOS的电压低(<100V)、时间长(通常>1µs)。所以在设计电源IC的时候,ESD单元要根据静电放电的人体模型(HBM)和充电器件模型(CDM)进行设计,这样猜能确保它们能够承受相应的能量冲击水平,并且可以经过相应的评估和验证。EOS事件由于持续时间长,由其导致的能量冲击也常常超过ESD元件的承受能力。

为了找到IC失效发生的点位,可以对ESD单元的击穿电压进行测量,可以采用曲线测试仪可以来测量,使用电流脉冲对受试元件进行加载测量也是可以的,通常还可以得到更准确的点位数据。借助测量数据,ESD单元能够承受的最大冲击能量就能被计算出来。




电源IC输入端发生EOS最多的原因是电源热插入事件,以使用DC插头的墙上电源适配器为电源的电器总是应该考虑到这一点。在实验室里将含有低ESR陶瓷输入电容的系统和通电电源的引线连接起来的过程就很容易将这样的状况重现,此过程中生成的电压尖峰的幅度与多个因素有关:电缆线的类型和长度,电源的内阻,输入电容的ESR和MLCC的直流偏置效应等等。



有很多方法可以降低热插入过程中电压振荡信号的幅度:增加开关电源的内阻,增加适配器电缆的阻抗或使其正负电源线间的耦合更紧密,在转换器的输入端增加RC平滑电路。


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