Wie behebt man Überhitzung/Kurzschluss des Mikrocontrollers?

Die Platine, an der ich arbeite, ging irgendwie schrecklich schief. Sobald ich die Schaltung einschalte, beginnt die MCU (MSP430F6720) schnell zu überhitzen und in einem Fall buchstäblich zu rauchen. Ich habe dies hier im TI-Forum beschrieben , aber im Allgemeinen, was führt zu dieser Überhitzung/MCU-Mangel und wie kann ich das Problem beheben?

Mein Verständnis ist: Irgendwie wurde entweder durch das Design oder die Herstellung der Leiterplatte ein Kurzschluss in der MCU erzeugt: 1) Ein Stift ist illegal mit der Stromversorgungsschiene (VCC) verbunden; 2) Irgendein Pin ist illegal mit Masse verbunden; 3) Die Versorgungsspannung übersteigt die maximale Nennleistung der MCU. Habe ich hier etwas verpasst?

Das Lustige ist, dass die Platine einwandfrei funktionierte, bis ich den Stromversorgungskreis von Netzteil + Alkalibatterie auf Netzteil + Lithium-Ionen-Batterie umstellte. Also bin ich jetzt irgendwie wieder am Anfang. Jeder Input wäre sehr willkommen.

Bearbeiten: Unten ist die Stromversorgungsschaltung, die ich in der problematischen Leiterplatte verwendet habe. Da ich nur diesen Teil der Schaltung gegenüber der vorherigen Revision geändert habe, glaube ich, dass das Problem in diesem Teil liegt. Die Schaltung besteht aus den folgenden drei Teilen:

1) LDO: xc6227, dieser IC wird auch in früheren Revisionen verwendet. 2) Lithium-Ionen-Lade-IC: MCP73844. Diese Schaltung wurde in meinen anderen Leiterplatten verwendet. 3) Ein/Aus-Druckknopf-IC: MAX16054. Hiermit wird die Stromversorgung ein-/ausgeschaltet.

Update: Es stellte sich heraus, dass das Problem darin bestand, die Spannung der Lithiumbatterie in den Analogeingang einzuspeisen. Die neue Platine mit diesem behobenen Problem funktioniert einwandfrei. Danke geht an alle.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie Hilfe benötigen, müssen Sie einen Schaltplan und / oder ein Layout veröffentlichen. Wenn der uC raucht, können Sie ihn wegwerfen, wenn Sie die Magie rauchen lassen , kann der Chip nicht mehr funktionieren.
Danke für den Kommentar, ich habe gerade die Stromversorgungsschaltung hinzugefügt, in der ich glaube, dass das Problem liegt. Nebenbei bemerkt, ich werfe bereits 5 davon weg, nachdem ich diese kleinen SMDs schmerzhaft von Hand gelötet habe. Was für ein Schmerz. LOL
Das Schema hilft nicht viel. Ein IC ist unbenannt (Sie könnten auch sinnvollerweise auf relevante Datenblätter verlinken), es gibt offensichtlich keine 3V3-Schiene (ist es VCC?) Und wir wissen nicht, welche Leistung Sie an den MSP anschließen oder an welchen Pins. (Ich empfehle auch, einige Spannungen zu messen, insbesondere an den Stromschienen des MSP430). Die Li-Batterie kann 4,2 V erzeugen, ich hoffe, Sie verbinden sie nicht direkt mit dem MSP.
Mein Fehler. IC1 ist MCP73844, ein Lithium-Lade-IC. Leider habe ich BATT_P (3,7 ~ 4,2 V) an den analogen Eingangspin des MSP430 angeschlossen, aber das Problem bleibt bestehen, nachdem ich diese Spur getrennt habe. Auch die 3V3-Schiene ist als VCC auf dem Pin3 von IC4 gekennzeichnet. Wenn die MCU von der Platine entfernt wird. Das Lesen auf der 3V3-Schiene ist korrekt und das Umschalten zwischen Batterie und Netzteil scheint gut zu funktionieren.
Die vorherige Version, die Ihnen keine Probleme bereitete, wäre für eine Unterschiedsanalyse nützlich - posten Sie das auch, wenn Sie können.
#3 ist definitiv ein Problem. (Stromversorgung überschreitet MCU-Maximalspannung). um wie viel? Du hast es nicht gesagt. Außerdem sollten Sie keinen großen, teuren IC einbauen.
Sie können auch eine wärmeempfindliche FLIR-Kamera verwenden, um heiße Stellen und damit auch Kurzschlüsse zu isolieren.
Sobald die visuelle Inspektion unter 10-facher Vergrößerung keine Lötbrücken findet, beweist die 60-Dollar-Heißluftstation ihren Wert - entfernen Sie den IC. Stromkreis noch heiß? Finden Sie das Problem und setzen Sie den IC wieder ein. Schaltung nicht heiß? Versuchen Sie es mit einem anderen IC. Warum es durchgebrannt ist, Versorgungs- oder Eingangsüberspannung, ESD, Klingeln auf Leitungen, die die Spannungsspezifikation überschreiten, umgekehrte Versorgungspolarität usw.
Leider habe ich keinen Zugriff auf FLIR. Auch die MCU wird in 10 Sekunden gebraten, nicht sicher, wie schnell diese Kameras agieren.
Ich denke, Sie haben die CPU mit der 4,2-V-Batterie an ihrem analogen Eingang zerstört. Ersetzen Sie es vor weiteren Tests ...
Ich versuche nur zu helfen.
Verwenden Sie AC als Versorgungsspannung? Ich sehe keine Korrektur. Ich sag bloß.'
Lithium-Ionen-Batterien sind insofern komisch, als sie spezielle Ladegeräte benötigen. Ich würde wieder auf Alkali zurückgreifen. Immerhin hat es vor dem Li-Ion gut funktioniert.

Antworten (2)

Dinge, die schief gehen könnten:

  • PCB-Fertigungsfehler (insbesondere bei DIY-Technik): Sie sollten die Integrität der Leiterbahnen vor dem Löten der Komponenten überprüfen, z. B. mit einem DMM im Durchgangsprüfungsmodus (dem mit dem Summer),

  • PCB-Lötfehler: Wenn es nicht werkseitig gelötet ist (Welle oder Reflow), sollten Sie lernen, richtig von Hand zu löten (mit Flussmittel); Sie können die Integrität der Lötstellen überprüfen (wieder mit einem DMM im Durchgangsprüfungsmodus) oder Sie können die verdächtigen Punkte einfach erneut erhitzen.

  • PCB-Designfehler: falsche IC-Pinbelegung (menschliche Fehler, schlechte Datenblätter, inkompatible Ersatzprodukte),

  • Komponentenorientierungsfehler: Das Einsetzen eines DIP-ICs mit der entgegengesetzten Orientierung ist ein so häufiger Fehler, dass er einen separaten Aufzählungspunkt verdient - für einen IC der 74xx-Serie bedeutet dies eine negative Stromversorgung - normalerweise eine sehr schnelle Zerstörung ...

Dies waren jedoch die leichteren Fehler. Die Konstruktionsfehler sind normalerweise schwerer zu finden. Nur eine Handvoll Auswahl häufiger Fehler:

  • ohne Berücksichtigung der absoluten Maximalwerte im Datenblatt für die Pin-Spannungen: Bei den meisten CMOS-IC-Pins führt das Lassen eines Pins über Vcc oder unter GND normalerweise dazu, dass der intrinsische pn-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, was dazu führen kann, dass große Ströme fließen - daher eine Verbindung Schaltungen mit separat geschalteten Netzteilen können knifflig sein,

  • Nichtberücksichtigung der absoluten Maximalwerte im Datenblatt für den Pin-Ausgangsstrom: Ansteuerung einer zu kleinen Impedanz, entweder weil der Pin einfach nicht stark genug für die Aufgabe ist, oder weil eine kapazitive Last mit einem hochfrequenten Signal ohne ordnungsgemäß angesteuert wird Vorwiderstand,

  • Wenn ein MOSFET-Gate praktisch nicht angeschlossen ist, kann es in eine halb geöffnete Position wandern, was zu einer großen Verlustleistung innerhalb des MOSFET führt (dies kann erzeugt werden, indem ein MCU-Eingang nicht angeschlossen wird, z. B. indem es nur an einen anderen MCU-Ausgang angeschlossen wird). sich in einem hochohmigen Zustand befinden, weil der RESET-Pin der MCU aktiviert ist oder weil der Code debuggt und gestoppt wird, bevor er richtig konfiguriert wird),

  • Konfiguration mehrerer Push-Pull-Ausgänge "gegeneinander" (Verbinden mehrerer Ausgänge miteinander, ohne sicherzustellen, dass die Ausgänge vom selben Signal angesteuert werden, oder sicherzustellen, dass nur einer von ihnen gleichzeitig aktiviert ist),

  • unangemessene Stärke für das Ansteuern des Leistungs-MOSFET-Gates unter Berücksichtigung der Frequenz und der beteiligten Last, was dazu führt, dass der MOSFET viel Zeit im Übergangsbereich verbringt und eine große Verlustleistung verursacht,

  • Ansteuern von Komplementärtransistorpaaren (PNP & NPN oder P & N MOSFET) ohne angemessene Totzeit (dies führt dazu, dass beide Transistoren gleichzeitig weiterleiten, eine "Durchschuss" -Situation).

(Die letzten beiden Beispiele sind nicht wirklich für MCUs, sondern für MOSFETs anwendbar, aber sie sind hier dennoch erwähnenswert.)

Danke für diese umfassende Antwort, genau danach habe ich gesucht.

Diese Art von Fragen sollten leider nicht auf Stack Exchange gepostet werden.

Aus meiner Erfahrung würde ich empfehlen, eine andere Platine aufzulöten, da Ihre aktuelle beschädigt ist. Es ist möglich, dass die Platine falsch hergestellt wurde und ein Kurzschluss aufgetreten ist. Ich habe das schon einmal mit eigenen Augen gesehen, nachdem ich ein Brett mit einem Mikroskop untersucht hatte. Dies ist jedoch unwahrscheinlich, wenn Sie nicht mit einer extrem komplexen Leiterplatte arbeiten.

Wenn möglich, löten Sie auf der Platine einen IC (integrierte Schaltung nach der anderen). Ich würde zuerst die leistungsbezogenen Chips verlöten und dann eine Dummy-Last (viele Widerstände parallel) schalten und sicherstellen, dass sie ordnungsgemäß funktioniert. Dann könnte ich den Mikrocontroller aufsetzen. Alternativ könnten Sie den Mikrocontroller aufsetzen und die Platine über eine Tischversorgung mit Strom versorgen - auf diese Weise würden Sie wissen, dass Sie keine Stromprobleme haben.

leider habe ich schon 5 davon gelötet. Sie alle hatten das gleiche Problem: MCU wurde in weniger als einer Minute gebraten. Ich habe auch andere Methoden ausprobiert, die Sie erwähnt haben. IC nacheinander löten. und sie einzeln herausnehmen. Bisher kein Glück. Ich versuche einfach, etwas High-Level-Input zu bekommen. Wenn Sie das beleidigt. Es tut mir leid. Haben Sie einen guten Tag.