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生活的案例LDO異常損壞的原因之一

黃工的嵌入式技術(shù)圈 ? 來(lái)源:黃工的嵌入式技術(shù)圈 ? 作者:黃工的嵌入式技術(shù) ? 2020-01-09 14:51 ? 次閱讀
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我們公司有一批產(chǎn)品,使用的LDO型號(hào)是LM8805SF5-3.3,但在產(chǎn)品批量生產(chǎn)過(guò)程中卻出現(xiàn)了電源無(wú)輸出現(xiàn)象,查找發(fā)現(xiàn)是LDO損壞了,出現(xiàn)的概率大概是3%。

先看看經(jīng)常損壞的LDO電路圖,這種電路是LDO常見的電路,也是手冊(cè)推薦的電路:

現(xiàn)在對(duì)電路可能損毀的原因進(jìn)行分析:

1.首先,LDO電源輸入來(lái)源VCC_5V是來(lái)自另外的DC-DC,不存在輸入浪涌或者高壓的情況,這點(diǎn)用示波器測(cè)過(guò)(排除)。

2.輸出接的是MCU,型號(hào)是STM32F103RBT6,就算單片機(jī)全部外設(shè)開啟也才150MA的電流電路設(shè)計(jì)是符合要求的,應(yīng)該不存在輸出過(guò)流把LDO燒毀的現(xiàn)象(排除)。

3.靜電,什么樣的靜電能跑到電路板中央把LDO擊穿而不把其他元器件損壞,生產(chǎn)人員也是全部戴靜典手套和靜電手環(huán)(排除)。

4.LDO質(zhì)量問(wèn)題。接下來(lái)分析是不是LDO質(zhì)量問(wèn)題。

如果說(shuō)是LDO的質(zhì)量問(wèn)題,但電路板上有一個(gè)同型號(hào),輸出也是3.3V的LDO,他從來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題,如圖:

這個(gè)電路的電源輸入同樣來(lái)自DC-DC,跟上面的LDO電源來(lái)源一樣,輸出接的是另外一個(gè)電路(這個(gè)不方便透露),電流需求大概在80MA左右,他從來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題,那么問(wèn)題來(lái)了,排除了上面的原因還有那些原因呢?

可能聰明的小伙伴已經(jīng)注意到電路的不同了,一個(gè)是通過(guò)10K電阻上拉來(lái)自舉,一個(gè)是通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行控制,當(dāng)然,PWR_C的電平不是0V就是5V。

通過(guò)上面的對(duì)比分析,我將目光轉(zhuǎn)到LDO的控制引腳上面,我猜測(cè)是LDO的控制引腳被損壞了,但怎么損毀的呢?

下面又來(lái)一波分析:

1.數(shù)據(jù)手冊(cè)上,LDO控制引腳的輸入電平是0-5V,一般電路設(shè)計(jì)廠家都會(huì)留有余量,上電電壓過(guò)高應(yīng)該是不可能的。

2.上面的兩張圖,不同點(diǎn)是一張接5V,一張接單片機(jī),但單片機(jī)輸出也是5V,兩個(gè)控制引腳都是5V,那么究竟是什么損壞LDO的控制引腳呢?百思不得其解。

在后來(lái)我重溫開關(guān)電路的時(shí)候我看到了這樣一句話,我描述給你們看:

柵極串聯(lián)電阻R2為限流電阻,防止輸入電壓變換的瞬間導(dǎo)致柵極電流超額而損壞場(chǎng)效應(yīng)管,下拉電阻R3用來(lái)確保無(wú)輸入信號(hào)時(shí)(即懸空)時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)我看到這句話時(shí)我就想到了聯(lián)想到了LDO異常損壞現(xiàn)象,并且馬上猜測(cè)廠家控制引腳部分是用MOS管來(lái)控制的,OK,說(shuō)干就干,首先我在數(shù)據(jù)手冊(cè)上找到了引腳控制部分的極限參數(shù):

上面寫到EN SUPPY CURRENT 是0.01-1uA,通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)上面R1045的電阻10K是電流是超了,也就是說(shuō)輸入電壓變換的瞬間也就是開關(guān)機(jī)瞬間導(dǎo)致柵極電流超額而損壞場(chǎng)效應(yīng)管。

以下是給出的解決辦法:

1.限流:通過(guò)加大電阻限制流入控制引腳部分的電流,也就是說(shuō)R1045的10k電阻是不適合的,通過(guò)多種試驗(yàn),我把選擇范圍確定在100K到1M之間,也就是把R1045換成100k。

2.分流:具體方法是通過(guò)并聯(lián)一個(gè)電阻并在控制引腳部分,把原先流入控制引腳部分的電流分一部分出去,串聯(lián)通過(guò)加大電阻限流,并聯(lián)分流。最后我選擇了限流,選擇100K作為限流電阻,最后通過(guò)量產(chǎn),從此LDO再也沒(méi)有異常損壞了,問(wèn)題解決了


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