[E_Tobi]

Hallo zusammen,

ich habe ein kleines Rätsel, in einem der Bilder läuft was falsch:

       

Gelb ist je der PWM-Eingang des Halbbrückentreibers, hellblau das Highside-Gate, und Blau der Drosselstrom.
Die Eingangsspannung ist ungefähr auf dem Cursor, ca.38V.

Ca 10% aller Treiber machen genau das was auf dem Bild ist, der Rest der Geräte funktioniert einfach auf Anhieb.
Keines der Geräte mit dem Phänomen überlebt das erste einschalten (außer man hört die Drossel klicken und ist schnell genug), es ist noch keines im Burn- in, beim kalibrieren oder danach ausgefallen.
Das Phänomen ist stark spannungsabhängig, bei den meisten fängt es ziemlich genau bei 40V Eingangsspannung an, bei wenigen auch schon bei 30V oder erst bei 50V.
500mV mehr oder weniger lassen den Effekt auftauchen und verschwinden, unter der Schwelle laufen sie ganz normal.

Der Halbbrückentreiber ist ein MIC4102, der eigentlich 100V kann und auch sonst an jeder Stelle ziemlich unterfordert ist, was die Einhaltung der Specs angeht...
Hat sowas vielleicht schon mal jemand gesehen?

Grüße, Tobi

[voltwide]

Wieso klingelt das am Ausgang einer Halbbrücke überhaupt? Das sieht für mich danach aus dass die LoSide überhaupt nicht angesteuert wird.

[E_Tobi]

Achso, das ist ein nicht-isolierter Buck, bei leichtlast im DCM.

[voltwide]

(01.06.2021, 07:44 PM)E_Tobi schrieb: Achso, das ist ein nicht-isolierter Buck, bei leichtlast im DCM.

Die schreibst was von Halbbrückentreiber, also ein SyncBuck?
Da wo ein Halbbrückentreiber werkelt, gibt es für mich kein free-wheeling -
oder übersehe ich da etwas?

[christianw.]

Sind die alle aus dem selben Batch? (Wahrscheinlich schon)

Haben die u.U. Mal Feuchtigkeit gesehen bzw. Waren zu lange "offen"?

---

Eventuell Probleme mit der Verlötung, nur hochohmiger Kontakt o.ä.

[E_Tobi]

(01.06.2021, 10:59 PM)voltwide schrieb: Die schreibst was von Halbbrückentreiber, also ein SyncBuck?
Da wo ein Halbbrückentreiber werkelt, gibt es für mich kein free-wheeling -

Bei Leichtlast ist die synchrongleichrichtung deaktiviert, die wird erst aktiv sobald der Drosselstrom nicht mehr lückt. 
Auf den Bildern läuft der untere Mosfet praktisch einfach als Diode mit und wird nicht angesteuert.

(01.06.2021, 11:08 PM)christianw. schrieb: Sind die alle aus dem selben Batch? (Wahrscheinlich schon)

Haben die u.U. Mal Feuchtigkeit gesehen bzw. Waren zu lange "offen"?

---

Eventuell Probleme mit der Verlötung, nur hochohmiger Kontakt o.ä.

Selber Batch, frisch vom Distri auf der Rolle gekauft und gleich verarbeitet.
Die Lötstellen kann ich ausschließen, das macht keinen Unterschied. 
Es ist definitiv irgendwas im Chip, wenn ich den Treiber tausche, läufts ohne Probleme.

[alfsch]

sieht mir nach mehrfachem Trigger der hi-side aus; könnte sein, manche Treiber sind zu sensibel auf Störungen beim Abschalten der hi-side und schalten dann fehlerhaft einfach wieder ein. Wenn genug ker.caps direkt am Treiber hast (wovon ich mal ausgehe), sind die einfach auszutauschen.

>Es ist definitiv irgendwas im Chip, wenn ich den Treiber tausche, läufts ohne Probleme.
Kannst ja mal beim Hersteller das Problem melden, manchmal sind die ja durchaus daran interessiert, wenn ein chip Probleme macht.

[E_Tobi]

Das komische ist, das passiert immer im Leerlauf. Beim hochlaufen, während 60A im fliesen, ist alles wunderbar.
Sobald aber dann im Leerlauf nach dem letzten Pulspaket zu lange 0V am Treiber-Eingang anstehen, fängt er plötzlich an von selber einzuschalten - wie oben zu sehen, das schaut immer gleich aus.

Caps am Treiber sind da, 1µF an der Highside und deutlich mehr an der Lowside. Ich kann im worst case 0.5V drop auf der Versorgung messen, wenn die Lowside mitläuft. In dem Zustand in dems plötzlich schief geht ist die Versorgung 100% stabil, weil ja vorher nichts mehr an- oder abgeschalten wurde.

Microchip schweigt sich leider mehr oder weniger aus, deren Standpunkt ist unterm Strich - so lange alles in Ordnung ist darf der Chip das nicht machen.
Kann ich eigentlich auch unterschreiben, so.

Inzwischen habe ich bemerkt dass alle Treiber die das Phänomen zeigen ungefähr eine Größenordnung mehr Leckstrom Highside -> Lowside fliesen lassen, über zehn µA bei 100V, im Gegensatz zu ~60nA bei neuen Exemplaren. Irgendwie vermute ich ESD. Ist zwar eine "einfache" und "angenehme" Erklärung, aber ich sehe sonst keinen Grund warum ein guter Treiber ohne erkennbaren Anlass plötzlich die Highside einschalten soll, obwohl vorher alles schön im Datenblatt-Rahmen ist.

Edit: Ergänzung zu oben:

(02.06.2021, 08:26 AM)E_Tobi schrieb: Bei Leichtlast ist die synchrongleichrichtung deaktiviert, die wird erst aktiv sobald der Drosselstrom nicht mehr lückt. 
Auf den Bildern läuft der untere Mosfet praktisch einfach als Diode mit und wird nicht angesteuert.

Am Ende der eigenmächtigen Einschalterei sieht man dass er auch eine Zeit lang den Lowside-FET einschaltet, bis der Drosselstrom deutlich umdreht. Das ist so auch nicht beabsichtigt.

[E_Tobi]

Kleiner Nachtrag noch zum dem IC. Ich konnte das Verhalten der unkontrolliert einschaltenden Highside in folgendem Testaufbau nachstellen:
- Labornetzteil versorgt den Highside-Treiber mit stabilen 12V
- alle Eingangspins sind direkt am Gehäuse mit dem GND-Pin zusammengelötet
- Über ein RC-Glied ,das die Einhaltung der maximalen Slewrate des Treibers sicherstellt, werden 60V-Pulse auf den HS-Pin (->Switchnode) gegeben

Resultat sind genau die Pulse, mit einigen Mikrosekunden Länge, die oben in den Oszibildern der Applikation zu sehen sind.
Immer wenn der Eingangspin zu lange low ist, schaltet der Highside-Treiber unkontrolliert. Bei PWM am Highside-Eingang läuft alles stabil und wie es soll.

Ich habe einige gut- und einige schlecht-Muster aufätzen und nach ESD- oder sonstigen Schäden untersuchen lassen, ohne Befund.

Ich habe dann ein redesign gemacht, die Schaltung etwas erweitert um die Lowside-PWM-Logik des Treibers nach extern zu ziehen, einen Infineon-Treiber eingesetzt und alles läuft stabil.

Microchip hat einen Satz der Treiber die sich fehlerhaft verhalten haben, sowie den Untersuchungsreport vom Labor bekommen, und hat seitdem nichts mehr von sich hören lassen...

[voltwide]

(17.06.2023, 08:45 PM)E_Tobi schrieb: Kleiner Nachtrag noch zum dem IC. Ich konnte das Verhalten der unkontrolliert einschaltenden Highside in folgendem Testaufbau nachstellen:
- Labornetzteil versorgt den Highside-Treiber mit stabilen 12V
- alle Eingangspins sind direkt am Gehäuse mit dem GND-Pin zusammengelötet
- Über ein RC-Glied ,das die Einhaltung der maximalen Slewrate des Treibers sicherstellt, werden 60V-Pulse auf den HS-Pin (->Switchnode) gegeben

Resultat sind genau die Pulse, mit einigen Mikrosekunden Länge, die oben in den Oszibildern der Applikation zu sehen sind.
Immer wenn der Eingangspin zu lange low ist, schaltet der Highside-Treiber unkontrolliert. Bei PWM am Highside-Eingang läuft alles stabil und wie es soll.

Ich habe einige gut- und einige schlecht-Muster aufätzen und nach ESD- oder sonstigen Schäden untersuchen lassen, ohne Befund.

Ich habe dann ein redesign gemacht, die Schaltung etwas erweitert um die Lowside-PWM-Logik des Treibers nach extern zu ziehen, einen Infineon-Treiber eingesetzt und alles läuft stabil.

Microchip hat einen Satz der Treiber die sich fehlerhaft verhalten haben, sowie den Untersuchungsreport vom Labor bekommen, und hat seitdem nichts mehr von sich hören lassen...

Paßt irgendwie ins Bild von Microchip.

[E_Tobi]

Naja, war der letzte Micrel-Treiber den ich eingesetzt habe. Die Aktion hat ordentlich Zeit, Nerven, so einige Geräte und ein Redesign gekostet.