我們公司有一批產(chǎn)品,使用的LDO型號是LM8805SF5-3.3,但在產(chǎn)品批量生產(chǎn)過程中卻出現(xiàn)了電源無輸出現(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,也是手冊推薦的電路:
現(xiàn)在對電路可能損毀的原因進行分析:
1.首先,LDO電源輸入來源VCC_5V是來自另外的DC-DC,不存在輸入浪涌或者高壓的情況,這點用示波器測過(排除)。
2.輸出接的是MCU,型號是STM32F103RBT6,就算單片機全部外設(shè)開啟也才150MA的電流,電路設(shè)計是符合要求的,應(yīng)該不存在輸出過流把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)量問題。接下來分析是不是LDO質(zhì)量問題。
如果說是LDO的質(zhì)量問題,但電路板上有一個同型號,輸出也是3.3V的LDO,他從來沒有出現(xiàn)過問題,如圖:
這個電路的電源輸入同樣來自DC-DC,跟上面的LDO電源來源一樣,輸出接的是另外一個電路(這個不方便透露),電流需求大概在80MA左右,他從來沒有出現(xiàn)過問題,那么問題來了,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,一個是通過10K電阻上拉來自舉,一個是通過單片機進行控制,當(dāng)然,PWR_C的電平不是0V就是5V。
通過上面的對比分析,我將目光轉(zhuǎn)到LDO的控制引腳上面,我猜測是LDO的控制引腳被損壞了,但怎么損毀的呢?
下面又來一波分析:
1.數(shù)據(jù)手冊上,LDO控制引腳的輸入電平是0-5V,一般電路設(shè)計廠家都會留有余量,上電電壓過高應(yīng)該是不可能的。
2.上面的兩張圖,不同點是一張接5V,一張接單片機,但單片機輸出也是5V,兩個控制引腳都是5V,那么究竟是什么損壞LDO的控制引腳呢?百思不得其解。
在后來我重溫開關(guān)電路的時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效應(yīng)管,下拉電阻R3用來確保無輸入信號時(即懸空)時場效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)我看到這句話時我就想到了聯(lián)想到了LDO異常損壞現(xiàn)象,并且馬上猜測廠家控制引腳部分是用MOS管來控制的,OK,說干就干,首先我在數(shù)據(jù)手冊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,通過計算發(fā)現(xiàn)上面R1045的電阻10K是電流是超了,也就是說輸入電壓變換的瞬間也就是開關(guān)機瞬間導(dǎo)致柵極電流超額而損壞場效應(yīng)管。
以下是給出的解決辦法:
1.限流:通過加大電阻限制流入控制引腳部分的電流,也就是說R1045的10k電阻是不適合的,通過多種試驗,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:具體方法是通過并聯(lián)一個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,最后通過量產(chǎn),從此LDO再也沒有異常損壞了,問題解決了
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