SO8 Marking 4950 (BAC)

Sieht mir ganz nach einem Doppelmosfet SQ4940AEY von Vishay (Siliconix) aus.

Datenblatt: https://www.vishay.com/docs/62916/sq4940aey.pdf Marking: https://www.vishay.com/docs/72762/partmarkinfoso8.pdf

Danke für die Rückmeldung, das kann aber nicht sein, weil vorne 24V reingehen und hinten 3.6V herauskommen. Eben nur manchmal, wenn man häufig genug ein- und ausschaltet.

Edit: Könnte natürlich doch sein, wenn unten drunter noch weitere Bauteile sitzen und es sich um einen Buck mit externen MOSFETs handelt.

Ja, auf der Unterseite sitzt der Schaltregler - somit: Geheimnis gelüftet

TPS40055: Das Problem ist, mit 12V startet der Schaltregler sicher und gibt 5.2V aus (obige 3.6V waren schon fehlerhaft), bei 24V startet das Ding nur manchmal. Man sieht dann an der aufblitzenden LED, dass der Schaltregler kurz anläuft und dann final abschaltet.

H. H. schrieb:

Das relevante Hühnerfutter prüfen.

Yep, schon dabei. Was noch auffällig ist, dass die Spule trotz Leerlauf (Platine ausgebaut, keine CPU-Last) relativ warm wird. Das ist ja auch nicht normal.

Ich muss heute Abend weitermachen, habe hier keine vernünftigen Messmittel und keine SMD-Ausstattung.

Ausgangs-C (irgendein KerKo oder der Tantale) mit Schluss, so das die Spule warm wird und der Schaltregler nicht starten mag?

Gerald B. schrieb:

Ausgangs-C (irgendein KerKo oder der Tantale) mit Schluss, so das die Spule warm wird und der Schaltregler nicht starten mag?

Der Tantal ist am Eingang, unter dem Plastikteil erkennt man die drei Ausgangs-MLCC mit nachfolgender Bead. Von dort aus geht es ins System.

Dein Einwand ist absolut richtig, daran hatte ich auch schon gedacht. Aber dann wäre ja die Frage, warum es mit 12V funktioniert. Was mir schon aufgefallen ist, dass die Boost-Spannung bei 24V ca. 33V betragen müsste. Bei den Messungen heute Vormittag habe ich eine Spannung >24V nicht gemessen. Insofern ist das vlt. schon die Erklärung, dass der MLCC am Boost-Pin eine Macke hat.

Ich habe die Sachen aber schon verstaut, heute Abend geht es weiter.

Wenn der Boost-C ne Macke hat, sollte das Wandler-IC, bzw dessen externe MOSFETs heiß werden, weil dann keine vernünftige Gatespannung da ist, um den MOSFET richtig zu öffnen.

Kann auch sein, dass nicht die Spule heiß wird sondern das IC. Auf der doppelseitigen Bestückung liegt beides ziemlich übereinander, so dass eine Zuordnung per Finger schwierig ist. Heute Abend habe ich auch eine Wärmebildkamera, dann sieht man mehr.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps40055.pdf

Lies dir mal Seite 12 Punkt 7.3.6 durch. Das Schaltregler IC detektiert Überstrom, indem er den oberen MOSFET als Shunt zur Strommessung nutzt, wenn der durchgesteuert wird. Das geht natürlich in die Hose, wenn der MOSFET nicht richtig aufgesteuert wird. Das erklärt auch das komische verhalten, das er nicht anschwingt. Das unterschiedliche Verhalten bei 12 und 24V können "Schmutzeffekte" des teilgeschädigten Boost-Cs sein, das da bei einem Durchschlag Metallionen in den Isolator migriert sind und sich das Ding jetzt wie ein Varistor verhält.

Gerald, danke für deine ausführlichen Gedanken!

Die Spannung am ILM PIN ist glatt Betriebsspannung über den gesamten Verlauf, auch beim Start.

Ich habe jetzt einige Versuche unternommen, alle relevanten Bauteile geprüft und nichts so richtig gefunden. Den 100nF Boost-C habe ich prophylaktisch getauscht, ebenso den Softstart-C. Keine Änderung. Die MLCC am Ausgang ebenfalls geprüft, je 10uF.

Die Bilder im Anhang habe ich erstellt, indem ich bei 12V gestartet habe und die Spannung dann auf 24V hochgedreht habe. 4716: Spannung am Boost-Pin 4717: Gate-Ansteuerung für den High-Side MOSFET.

Ich habe gerade eine Bestellung bei Mouser offen, überlege ob ich den TPS40055 und den Dual MOSFET einfach mal mitbestelle.

Jemand noch Ideen?

Puh... und was sagt die Wärmebildkamera, von der du sprachst? Was sagen die Spannungen an BP5 und BP10? Das sollen ja 5 und 10V Referenzspannungen sein. Wenn der TPS und der Dual-MOSFET erhältlich sind, kann es nicht verkehrt sein, die mitzubestellen. Wie hoch ist in deinem Fall der Widertstand Ra, im DB 499k, am KFF Pin? Der ist ja relativ hochohmig. Hohe Widerstandswerte können beim Altern nach oben weglaufen. Damit sinkt die Wandlerfrequenz und der Softstart könnte scheitern. Lies mal am Anfang das mit dem KFF Pin. Ansonsten gehen mir langsam auch die Ideen aus.

Anbei die versprochenen Bilder. Auffällig ist, dass die Spule relativ warm wird. Ersatzhalber habe ich eine 4.7uH Würth Powerinduktivität angeschlossen, Ergebnis identisch. Messtechnisch (Widerstand + Induktivität) war die vorhandene Spule aber auch unauffällig.

BP5 und BP10 beide aalglatt und unauffällig.

KFF Pin werde ich noch prüfen, danke für den Hinweis.

Widerstand KFF passt auch haargenau zum Aufdruck 47k

Eines verstehe ich noch nicht: Die Spannung an der SW Node ist im Mittel ungefähr so hoch wie Uout. Wenn dann das Gate mit ca. 35V angesteuert wird ist das doch viel zu hoch (UG max +/-20V).

Und noch etwas: Der Si4940DY ist nicht mehr lieferbar bei Mouser, hat jemand einen Vorschlag für einen Ersatz? FDS8949 vlt? Oder DMN4027SSD

Harald A. schrieb:

Auffällig ist, dass die Spule relativ warm wird. Ersatzhalber habe ich eine 4.7uH Würth Powerinduktivität angeschlossen, Ergebnis identisch.

Hast du was mit 10µH da? Versuche die mal. Wenn durch hochohmiger werdende Widerstände im Zeitglied die Arbeitsfrequenz sinkt, gerät die Spule in Sättigung und wird warm. Wenn es mit größerer Induktivität funktioniert, wäre das schon mal ein Ansatz, in welche Richtung man suchen könnte.

Vielen Dank, Glück gehabt, den Infineon gibt es bei Mouser

Mo/Di müsste der Kram da sein, ich bin gespannt, ob es an einem der beiden ICs liegt.

Versuche es bis dahin doch nochmal mit der Induktivität, mit den von mir vorgeschlagenen 10µH. Selbst wenn du die nicht da hast, aber du hast noch eine 2. mit 4,7µ, die du ja schon getauscht hattest. Jetzt nochmal beide in Reihe, ergibt die gewünschten 10 (beide hochkant stellen). Wenn es mit Neuteilen vielleicht durch günstigere Toleranzen geht, ist diese Chance vertan.

Danke für den Vorschlag! Habe das Teil gerade nicht zur Hand, Mo geht es weiter

Wenn dann das Gate mit ca. 35V angesteuert wird ist das doch viel zu hoch (UG max +/-20V).

Der MOSFET ist high side. Dadurch geht der Source nach dem Einschalten auf die Eingangsspannung hoch, der Gate muss noch etwas mehr Spannung bekommen (5-10V mehr). Also bei 24V am eingang ist es völlig normal dass der Gate auf 35V hoch geht. Der Source hat in dem Fall (eingeschaltet) ja auch 24V

(UG max +/-20V) -> die Spannung bezieht sich auf den Source. Das Oszi misst bezüglich GND. du kannst ja mal Source an den 2. Kanal hängen.

So, nach dem Wechsel des MOSFETs war alles genau wie vorher, nach dem Wechsel des TPS hat es dann anstandslos funktioniert. Gefreut, aber dann:

Tragisch: Im letzten Moment wollte ich noch ein paar Messwerte aufnehmen um die eigentliche Ursache einzugrenzen. Dummerweise abgerutscht und entweder MOSFET und/oder TPS gegrillt. Also nächste Bestellrunde bei Mouser abwarten und alles auf Reset. Bei den Preisen alles nur 1x bestellt. Zu doof aber leider wahr.

Ich hatte den alten MOSFET noch zur Hand, war noch zu finden, fragt bitte nicht wo... Diesen wieder eingebaut und alles funktioniert. Schlussendlich bleibt festzuhalten, dass es nur am TPS40055 lag

Ach ja, das Detail hatte ich vergessen zu erwähnen, der Vollständigkeit halber dokumentiere ich es hier: Beim Auslöten des TPS ist mir aufgefallen, dass das mittige Thermal Pad keinerlei Lötverbindung hatte. Sah ein klein wenig so aus, als ob die Baugruppe im Reflow nicht genug Hitze bekommen hat. Nun kann das Thermal Pad laut Datenblatt isoliert bleiben, aber vlt. hat die mangelnde Wärmeabfuhr dem Baustein auf Dauer geschadet.

Es gibt ICs, die sind Mimosen und es gibt welche, die machen einen Thermal Shutdown jahrelang im Dauerbtrieb mit. Das Gemeine ist, das fast alle ICs mit ausgefeilten Schutzmaßnahmen beworben werden und du hinterher erst weißt, welcher der beiden Kategorien er angehört. Auch bei Kopien kann sich dererlei Verhalten ändern. Ich hatte jetzt chinesische LM555, die äußerst empfindlich sind. Bei der Inbetriebnahme einer Lüftersteuerung wollte ich die Frequenz auf LED Blinken verringern und habe händisch einen bedrahteten Kondensator huckepack an die Pads vom SMD drangehalten. Prompt war das Ding hinüber. Einen LM/NE555 aus westlicher Produktion bekommt man faktisch nicht tot.