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OPA551应用电路的过热告警设计确认

采用OPA551设计电路,在进行65℃高温工作时,发现该芯片的flag引脚出现告警提示,与器件手册信息不符合,希望能提供帮助,确认问题点:

电路设计如下:

    R637=47k

常温条件下测试,flag电压(即R637端电压)从0.3V缓慢上升到1V左右,后续拆掉U70芯片测试,此处电压变化相同。

高温工作试验时,运放空载,无负载电阻。

结合高温工作的记录数据,绘制曲线如下:(横轴是测试点,不是时间)

希望能确认OPA551的flag输出设计是否如此,当前测试到的状态是正常,还是故障?

KW X:

建议上传PCB图。
高温过不了的最基本解决办法就是给IC降热阻:
1)增加PCB覆铜面积或厚度,利用覆铜增加IC散热能力。
2)PCB增设过孔,将热导致PCB背面,在背面大面积覆铜散热。
3)PCB正面焊装鳍型散热片。
4)在有导热空时,在PCB背面安装柔性绝缘垫和散热器。



所有方案;实际上都需要看你的PCB布局和即可空间,提出合理建议。

Kailyn Chen:

您好,flag引脚告警预示的温度160度指的是芯片的结温,不是操作温度。

所以当温度升到65度的时候,您测量下流经电源的电流是多少,然后计算下功率。然后根据热阻计算下结温是否超过160度就知道flag告警是否正常了。

参考OPA551 datasheet 10.3 power dissipation部分的计算公式:

www.ti.com.cn/…/opa551.pdf

user6315346:

回复 Kailyn Chen:

输出是空载,没有负载电流,芯片设计是±15度供电,根据计算65℃环境温度时,结温是79°,没有超过芯片的设计温度。从资料看,我认为flag引脚输出的电流应该是阶跃的,正常<50nA,告警时80~120uA,从实际测试数据来看,好像是随温度连续变化的,不知道连续变化这种情况是不是芯片的正常状态?!

user6315346:

回复 KW X:

 黄色框线是芯片OPA551位置,中间GND层有覆铜-15VAISO,在结构安装时,有设计凸台,利用导热垫将此处芯片的温度导到板卡结构外壳上。

Kailyn Chen:

回复 user6315346:

您好,结温79度是不足以启动shutdown功能的。 这里的flag 报警的前提条件就是芯片结温上升到160度。
您是否有更换一片OPA551 试试呢?
另外,我认为flag 引脚的电流应该就是随着芯片结温升高而升高的一个连续过程,而不是一个阶跃电流,当上升到典型值120uA的时候报警,disable output。

KW X:

回复 user6315346:

覆铜散热面有点小啊。不知PCB背面有没有覆铜?有没有通过通空将热导至背面?

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