一种功率运算放大器失效机理的研究

发布时间：2025-02-10 20:09

　　 对一种功率运算放大器的失效问题进行了研究并分析了失效机理。功率运算放大器在测试时发生失效,同时,-20 V供电电源电压在加电过程中存在波动。通过内部目检发现失效芯片内部驱动晶体管及相连的金属均存在过流烧毁形貌。对失效功率运算放大器和良好功率运算放大器进行红外热成像分析,失效器件的温升总体比台温高10℃。通过失效分析,供电电源发生快速突跳导致了功率运算放大器内的晶体管在导通和关断之间快速切换形成热量累积效应,从而导致器件烧毁,造成功率运算放大器过流失效。对电源输出波形异常原因进行分析,电源限流过小导致电源电压降低,从而造成加电时快速突跳。最后,搭建测试电路对功率运算放大器进行复现实验,进一步证明了器件的失效机理。

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【部分图文】：

图1 失效原因故障树

上海航天技术研究院在对某系统中的电源功率放大器电路进行调试时出现异常,立即断开产品供电电源复测导通阻值,导通测试显示-20V电源点与地的导通值为387Ω,而与之对应初次导通时-20V电源点对地阻值为31.2kΩ,因此不满足指标大于等于1kΩ的要求,针对失效现象列出的故障....

图2 功率运算放大器电路原理图

图1失效原因故障树对电源功率放大器电路的接插件进行外观检查,确定了接插件的插针无损伤、无歪斜情况,接插件针脚正常,可以排除接插件异常的故障事件。对电源功率放大器电路先进行外观检查,未发现异常,其对应的焊点浸润良好;对电路板上的焊点进行外观检查,焊点均润湿良好,因此可排除焊接异常....

图3 异常电源加电曲线

电源功率放大器电路调试子系统使用某模块化电源作为产品供电电源,电源自带过流过压设置功能,对调试子系统开展检查,包括测试设备故障和供电电源异常。通过实验确认测试设备所有的性能参数正常,可排除测试设备异常的故障事件。在该设备上进行带负载的通电实验,记录±20V电源通电过程的波形,电....

图4 功率运算放大器引脚定义

失效功率运算放大器引脚定义如图4所示,引脚11为正电源,引脚8为负电源,引脚6为负向输入端,引脚7为正向输入端,引脚5为电流监测端,引脚9和引脚10为输出端。功率运算放大器芯片内部简化原理图如图5所示,其中晶体管T2和T3、T4和T5分别组成达林顿拓扑结构,用于将信号的末级功率线....

本文编号：4033011