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ADI:低功耗会焚毁器材?低电流损耗也或许带来费事

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问题:

我更换了一个更新更好的器材,具有更低的电流损耗。成果发作毛病,新器材乃至焚毁。请问您怎么解说这一现象?

RAQ: Issue 143

答案:

线性稳压器是适当简略的器材,并没有太多应战。尽管如此,偶然仍是会遇到费事。

我当现场使用工程师时,有时客户会请我引荐代替其他供货商的器材。在许多状况下,器材的替换由客户的出产、收购团队决议,而本来的电路规划师或许并不知晓这个改动。决议计划进程适当简略:替换器材应当具有相同的功用、封装和引脚装备,以及与被替换器材平等乃至更好的电气标准。只需满意一切这些要求,就向元器材工程师供给必要的比较数据,将新元器材添加到资料清单中,作为第二供货商备选件。做完这些,应当功德圆满。但事实上,使用旧器材正常作业的产品在替换为备选件后,在出产线上开端失效。哪里犯错了呢?

我曾参加处理这样一个事例,咱们遵从上述流程,在客户规划中,将一个阻隔式RS-485收发器作为另一供货商器材的第二供货商。两个器材形状、尺度和功用兼容,而咱们的器材具有更好的电气标准。客户随后向咱们下了很多此器材的订单,好像没有任何理由犯错。但是,客户陈述说,新的RS-485收发器在出产测验台上开端失效。因为规划中没有任何其他改动,所以一定是图中的新器材犯错了。

通过进一步查询,咱们发现为收发器总线侧供电的线性稳压器未按预期稳压至5V,而是上升到更高的电压。咱们不得不仔细检查、比较旧收发器和替换件的数据手册,以及线性稳压器的数据手册,以确认哪里犯错了。

“更好”是一个定性术语,详细取决于所评论的参数。例如,当涉及到速度、CMRR、PSRR时,越高越好;当涉及到失调电压、漂移时,越低越好;而您不需求太多工程常识就知道功耗总是越低越好。真的是这样吗?在这个特别事例中,并非如此。旧收发器搁置状况下在总线侧耗费15mA(典型值)电流,而新器材仅耗费2mA(最大值)。毫无疑问,新器材在数据上看起来更好。不幸的是,线性稳压器好像异常了。

正如本文最初说到的,线性稳压器适当简略,并没有太多要求。但是,它的一个特别要求是需求最小负载电流才干正常作业。假如这一需求没有被满意,稳压器将无法正常稳压,输出电压超出范围。假如稳压器的输入电压远高于希望的输出电压,状况将变得更差。阅览优异文章,了解有关此主题的更多细节。1

许多现代线性稳压器在规划中特别留意了这个问题,因而不会发生毛病。一些旧器材(如本案中客户规划所用的器材)没有考虑此点,因而在体系规划时需求额定的预防措施。某些状况下,可调输出LDO的反应电阻网络担任最小负载电流。不幸的是,假如决议大幅进步电阻,一起坚持相同比值,很或许无意中惹祸。还有别的一种状况,即由LDO供电的器材在正常作业期间满意负载要求,而在待机状况下则不可。这些都是需求留意的潜在缺点,因而请必须仔细阅览LDO数据手册。假如有最小负载电流要求,通常以某种方式表现出来。下面是几个示例:

Figure 1
图1. 数据手册中的最小负载电流实例
Figure 2
图2. 左面线路图:选用旧器材的稳压器正常作业(满意最小负载电流要求)。右边线路图:选用新器材的稳压器不稳定(负载电流缺乏)

回到咱们的故事——一旦了解了问题发生的根本原因,那么修正就适当简略。咱们要做的就是在调节器输出端加一个泄放电阻,以耗费最小负载电流。尽管不沉着的客户很简略将问题简略地归咎于咱们的器材,但本例中的客户看到了活跃的一面,很快乐能从这一事例中学习到新技术。

Figure 3
图3. 添加一个泄放电阻满意最小负载电流要求后,问题处理了。

有如神话中的完美结局——尽管有献身,但终究每个人都过上了幸福快乐的日子。

参考文献

1. Luca Vassalli. “最小负载电流作业 — 零负载作业.” 模仿对话,第48卷,2014年9月。

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