屡烧上管之BST另类故障

会员147906 · 发表于 2013-10-15 23:36:54

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接一台联想G470(LA6751P),上电大短，拆板烧机，很快确定是+1.5VP 上管PQ501短路所致。拆件测量，暂无其它问题，装上管子，上电跑码。呵呵，问题就这么简单？不到3分钟，再次大短，一测又是PQ501挂了，看来问题不是这么简单啊。怀疑PWM芯片RT8209B已经受损，手上无料,找片TPS51117换上，再装上PQ501,又OK了。测试几分钟没问题，吩咐装机测试，自己忙别的板去了。没多久徒弟说又短了，晕死！
空了拿起这板，为什么老是烧上管呢？一点也不用怀疑TPS51117代换有问题，但问题究竟在哪里呢？就那么几个零件，也没那么难吧，于是开始仔细研究这片板，相关电路如图：

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一一扫除，很快发现PR504 0欧电阻开路，这个电阻是BST电路的，呵呵，就是它了，换上颗电阻，经测试+1.5VP再没出过问题。看到这里相信很多人会怀疑这种可能性，是的，BST电路开路故障一般会引起无输出，象这种屡烧上管的事我也是第一次遇到。中间有什么玄机而我又为什么那么肯定就是它呢？且容我简单讲一下BST更深层的东西：BST开路情况下，上管的激励电压最高只有VCC,上管是不能总是完全导通的。从MOS构成原理来说，MOS完全导通时，其内部的导电沟道最大，DS之间相当于导体，电流通过DS时，在DS上形成的电压降很小；如果MOS没有完全导通，则内部导电沟道变窄，DS之间相当于一个电阻，电流通过DS时，会在DS上形成较大的电压降Uds。
多数情况下，由于MOS是不完全导通的，可以想象其输出的电流将会减小，在PWM稳压电路作用下，必将延长MOS导通时间。而导通时间的延长引起输出保护是完全可能的。（请原谅我不能把相关原理讲得更细，要不质疑的声音会更多，有兴趣的请参考开关电源中的一种过流保护技术---Ic模拟检测。）而在本例中为什么会屡烧上管呢？由于个体差异或芯片原因，BST失效并不一定引发输出保护，所以仍然可能输出正常还会跑码。但此时MOS管的Uds加大，上管的热功耗会因此成倍加大，无规律热击穿就不奇怪了。（熟悉功放或电视原理的人应该不会陌生。）
回到那片板子，+1.5VP问题是彻底解决了，但出现了新的故障：电流到0.5+就不上去了！测所有电压全OK,就是没有+CPU_CORE和 +VGFX_CORE,这两个电压是由ISL95831 管理的，如图：

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ISL95831，呵呵，这颗芯片可没少让人头痛。简单测了下，供电 VIN 和VDD都 OK,VR_ON=3.3V,再测MINI PCI座上PLTRST=0,难怪哦。先从简单的入手，刷BIOS无效，果断更换HM65,上电触发亮屏！

会员530748 · 发表于 2013-10-16 07:57:35

不错还收徒弟了

会员372067 · 发表于 2013-10-16 09:21:36

BTS只是PWM的波峰回路如果检测不到随电路对电压的皗节越来越高就烧上管这种事我也遇上好几次了,,

会员639588 · 发表于 2013-10-16 10:05:56

楼主ISL95831供电开启都有了，没有CPU供电和显卡核心供电，和PLTRST有什么关系，不太理解请讲解一下。PLTRST不是平台复位吗？

会员516442 · 发表于 2013-10-16 11:18:10

学习中。。。

会员34709 · 发表于 2013-10-16 15:09:42

BST的讲解不错。大家跟着你也享受到了只有迅维实地才讲解的内容之一。

会员726830 · 发表于 2013-10-18 16:05:11

本帖最后由学本本维修中于 2013-10-18 16:06 编辑

月饼发表于 2013-10-16 15:09

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BST的讲解不错。大家跟着你也享受到了只有迅维实地才讲解的内容之一。

饼哥这期远程也给我们加加料呀。。。。。比如像楼主这样给我们详细讲讲BST和反馈电路。。。

会员663520 · 发表于 2013-10-18 19:49:01

这种解释不是很详细.

会员663520 · 发表于 2013-10-18 21:01:09

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 07:08 编辑

我翻了手册，觉得楼主的解释不合理。

假设最终已经稳定输出1.5v。根据帖子描述能开机，那差不多是1.5v。以及处于正常的PWM模式工作，不是什么skip mode模式。PWM模式是频率固定，占空比固定，这样一来就可对电感前端的方波进行傅立叶级数变换，经过LC滤波，清晰的看到直流保存，基频和各个倍频被显著削弱。
Ton期间，上管的S端电压不会超过G端电压，否则MOS管关断。Vgs有门限值。因为bst断路，G端电压一直是5v，所以S端电压即电感前端电压不会超过G端电压Vg，电感后端电压为1.5v. 因为电感两端有压差，根据电感公式，流过电感的电流会变大，同时，根据场馆的伏安特性，可以知道S端电压将近G端电压Vg，因为Vds很大，Vgs要小才能保持与电感的电流平衡。

先看看tps51117的资料，5117和RT8209可以代换

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关于Ton的时间长度。
Ton公式里的Vin是指TPS51117的12脚LL，不是外部的VIN
Vout是电感后端的电压1.5.

正常情况下是，Vin=18, Vout=1.5,就可以计算出Ton时间了。
现在是，Vout=1.5，把Vin粗略看成Vin=5v。那么在Ton期间电感中的电流变化量是Ton（5-1.5）／L 其中L=2uH
将Vout，Vin，Rton=pr503=267k代入公式可以算出Ton=846.04ns，
则电流变化量至少是1.48A。
对于变化量部分算场馆功率 1.48×（18-5）=19.24瓦。手册上场馆最大消耗功率3瓦。
因此瞬时功率19瓦肯定太大，热坏场馆。

会员663520 · 发表于 2013-10-18 21:11:14

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 07:11 编辑

正常情况下，Vin=18, Vout=1.5, Ton=203.65ns
电流变化量是1.68A，
对于变化量部分算场馆功率，因为DS两端压降很小，功率基本看做0。
粗看这个值有写怀疑，因为用直流电源显示的整机电流也才2A，但单个1.5v芯片就产生1.68A
其实直流电源的测试前端能响应微妙级的电流，但是显示部分却是平均值，就算显示微妙级的电流，人眼也跟不上。因此显示部分做了平均值。

3，5v，桥，内存，总线，cpu五大电源芯片瞬时能产生十几安的电流。只是发生在几百纳妙内，下几微妙内电流又是零安。平均下来整机也就几安。但小尺寸上就能很大。

会员663520 · 发表于 2013-10-18 22:58:22

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 07:08 编辑

其实我也是粗算，乱算的。

两种情况在导通时间段，电感电流变化量差不多。但导通能力弱的DS端压差大，于是功率很大。导通能力强的基本不消耗功率。

结局就是导通能力强的不烧管子，导通能力弱的烧管子。

导通能力的强弱是否烧管子的解释只适应PWM模块。其他地方不试用。

会员663520 · 发表于 2013-10-19 07:34:09

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 07:37 编辑

秒级别在电子世界里尺寸太大了。1秒内CPU就已经运算了几百万次，相当于代码就已经执行了几百万行。现在每秒几十个亿
相比人类，它在1秒内做了极大的事

会员663520 · 发表于 2013-10-19 18:14:03

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 18:37 编辑

其实我刚接触电路一年多，后面一大把的东西要学。
冒犯大神了，请原谅。

会员663520 · 发表于 2013-10-19 18:45:21

本帖最后由百亿超市于 2013-10-19 18:47 编辑

呵呵，我感觉自己有点过分了。和和气气多好。对不起了，修哥。

会员676454 · 发表于 2013-10-24 11:21:22

修道一个三星的机子率烧上官~~~我一直很纠结这个问题~~~但是我都测量了~~没问题~~~只是这个BST好像忽略了~~机子拿走了没修好！~~哎~~~如果下次再碰到一等证实一下~~

会员146640 · 发表于 2013-10-24 13:28:17

高手收我做徒弟吧

屡烧上管之BST另类故障

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