LDO在電路應用中扮演著不可或缺的重要角色,但LDO發(fā)熱發(fā)燙的現(xiàn)象在開發(fā)過程中仍屢見不鮮;下面這個就是其中一個,本文就我的一些理解,說說關(guān)于這一問題的看法;請先看案例:
設計失誤的一個電路,該電路是數(shù)字電路的電源,為圖方便對12V直接通過線性電源芯片降壓到5V:
線性電源降壓12V轉(zhuǎn)5V
幾塊電路板打樣好后,測試均發(fā)現(xiàn)AMS1117-5.0芯片燙手,負載電流100mA多,也滿足芯片手冊里面的參數(shù):
線性電源的特點:輸入電流 = 輸出電流。在圖1里,Ia = Ib = Ic,芯片U1(AMS1117-5.0)輸入輸出電壓相差12V - 5V = 7V,此時損耗功率至少 7V × 100mA = 0.7W,這就是U1燙手的原因。
吸取教訓后,不得不采用BUCK電路降壓,該電路作為模塊使用多年,穩(wěn)定可靠;
以上是設計者對于該電路的問題描述,有原理圖,有數(shù)據(jù)表。分析下來也合情合理,做好板子測試,意外卻出現(xiàn)了,LDO發(fā)燙嚴重。接著計算了一下LDO的功耗有0.7W,然后說這是芯片發(fā)燙的原因;
然后咱們接著設計者的結(jié)論往下嘮哈;
LDO,中文低壓差線性穩(wěn)壓器,其內(nèi)部本質(zhì)上就是通過負反饋電路調(diào)節(jié)控制MOS管的柵源極電壓,實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。所以在滿足VIN ≥ VOUT(NOM) + VDO的基礎之上,VDO越小,其性能越好,效率越高;所以首先第一點,設計者的輸入電壓12V,輸出電壓5V,壓差達到7V,屬實已經(jīng)非常大了。這是造成芯片發(fā)熱的首要禍因;所以即便設計者看到上面他查到的規(guī)格書中參數(shù)可以符合他的設計要求,本能上也應該是持懷疑態(tài)度的;
于是我也查閱了該型號芯片的幾個不同廠家規(guī)格書,關(guān)于壓差參數(shù)的電氣特性描述。
這份是友臺半導體的:
AMS:
杰盛微:
關(guān)于這個參數(shù),各家雖稍有不同,但大體上給出的VDO都是一個非常低的數(shù)值;設計者一方面是自己對LDO的工作原理了解的不是很多,二是也讓上面的規(guī)格書給坑了一把;讓我們同情他一秒鐘;不過后續(xù)他使用的BUCK電路來代替原有設計,相對就合理得多了。
另外,就設計者的這個功耗700mW, ASM1117-5有個封裝是TO-252,最大功耗可以做到900mW,也還有一些余量。如果使用這個芯片的話,可能不至于發(fā)燙。不過這確實也仍不是一個良策;
在查找AMS1117-5規(guī)格書的時候,發(fā)現(xiàn)了個驚天大瓜。有個廠家規(guī)格書中關(guān)于靜態(tài)電流的描述如下:
我揉了揉眼睛,確定我沒有看錯。各位,你們覺得呢?
關(guān)于這個規(guī)格書的利用吧,我有兩點體會:一是不要挑戰(zhàn)他;二是也不要完全相信它;
不要挑戰(zhàn)它
我們就老老實實圍繞規(guī)格書中的type值進行設計,能調(diào)整外圍電路的調(diào)整外圍電路,不能調(diào)整并且這個型號不符合設計需求的,那就換個型號。
不要完全相信它
平時打好基礎,基礎知識掌握扎實,對于規(guī)格書中不合理的描述,持懷疑態(tài)度,該論證的論證,該橫向?qū)Ρ鹊膶Ρ龋话l(fā)現(xiàn)不靠譜馬上棄用。