运行时CPU内部短路

电器工程 微控制器 短路
2022-01-30 21:00:57

我从我们的一位客户那里收到了两块具有相同缺陷的电路板。它是 V CC和 GND之间的短路。我能够使用热像仪追踪到MCUNXP的 LPC1114)的短路这些板在客户现场运行了相当长的一段时间,直到发生短路。

在下图中,您可以看到两种不同的 MCU。一种仍焊接在 PCB 上,另一种已从 PCB 上取下并由 V CC /GND 供电。

在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

Edit1:在两张图片中,CPU 的 Pin1 位于右上角(MCU 的顶部视图)。

我对你的问题:

  • 有没有人经历过这样的内部 MCU 短路?
  • 这种内部 MCU 短路的原因可能是什么?(猜测接受:-)
  • 当涉及的温度过高时,是否有可能发生这种短路?

Edit2:MCU的引脚排列 单片机引出线

3个回答

典型原因是外部耦合到 I/O 引脚的一些电气瞬变,这会通过电源导致闩锁和破坏。保护电路的适当设计通常可以防止在附近没有雷击的情况下发生这种情况。

电源瞬变也可能导致它,只有几伏可能就足够了,但通常不会发生。

电源电压的瞬时反转也可能导致它。

我同意其他答案,即 I/O 引脚上的外部过压是一个可能的原因,尽管DD引脚上的外部过压也是一个可能的原因。

要修复电路,了解哪个 I/O 引脚接收到瞬变会很有用。有时这可以通过使用万用表二极管模式测量芯片的内部保护二极管来确定:

  1. 使用VDD引脚上的黑色引线和每个 I/O 引脚上的红色引线进行测量。记下读数。
  2. 用 GND 引脚上的红色引线和每个 I/O 引脚上的黑色引线进行测量。记下读数。

对于功能齐全的芯片,每个引脚上的预期值为 0.6 V。通常,损坏的 I/O 引脚会显示无限或零二极管正向电压,因为保护二极管在芯片的其他部分损坏之前已经烧毁。

据我所知,是的,它属于来自外部的短暂。具有稀缺瞬态电流和高 I/O 引脚负载的 I/O 引脚或 V DD会使 CPU 短路。

  • 在最好的情况下,有时,它是一个内部二极管或输出端的(默认)锁存引脚引起短路。
  • 在二极管或 MOSFET 完全烧毁(取决于其最大运行电流)之前,它可能会在不确定的时间内保持短路。
  • 如果电路板所连接的电源是线性电压源,或具有稀缺电流泵的SMPS(低频开关 SMPS 或有缺陷的开关电容器或两者兼有),则锁存 I/O 引脚的影响可能已扩展到 CPU内部和永远不会恢复。
  • 如果 CPU 即使短路也具有低电流消耗,它可能是连接到中断引脚的外部组件,使 CPU 从启动处于无限循环状态
  • 可能还有其他几个临时VDD接地运行条件需要调查。

这里还有一些想法:

  • 尝试使用精密电压/电流源为电源序列供电,并在示波器启动时检查可能的锁存引脚
  • 尝试识别可能是集电极开路的 I/O 引脚并采取措施。如果它在锁存为低时馈入高电平,您可以暂时反转引脚电压,并且启动序列可能会跳过电流消耗并实际启动