【揭秘】低功耗燒毀器件是什么操作?
發(fā)布時(shí)間:2019-08-09 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】在工程實(shí)踐中,更換了一個(gè)更新更好的器件,具有更低的電流損耗。結(jié)果反而發(fā)生故障,新器件甚至燒毀。還有這種操作嗎?Why?線性穩(wěn)壓器是相當(dāng)簡單的器件,并沒有太多挑戰(zhàn)。盡管如此,可偶爾還是會(huì)遇到麻煩。
在工程實(shí)踐中,更換了一個(gè)更新更好的器件,具有更低的電流損耗。結(jié)果反而發(fā)生故障,新器件甚至燒毀。還有這種操作嗎?Why?線性穩(wěn)壓器是相當(dāng)簡單的器件,并沒有太多挑戰(zhàn)。盡管如此,可偶爾還是會(huì)遇到麻煩。
Abhinay Patil在當(dāng)現(xiàn)場應(yīng)用工程師時(shí),有時(shí)客戶會(huì)請(qǐng)他推薦替代其他供應(yīng)商的器件。在許多情況下,器件的替換由客戶的生產(chǎn)、采購團(tuán)隊(duì)決定,而原來的電路設(shè)計(jì)師可能并不知曉這個(gè)變更。決策過程相當(dāng)簡單:替換器件應(yīng)當(dāng)具有相同的功能、封裝和引腳配置,以及與被替換器件同等甚至更好的電氣規(guī)格。只要滿足所有這些要求, 就向元器件工程師提供必要的比較數(shù)據(jù),將新元器件添加到材料清單中,作為第二供應(yīng)商備選件。做完這些,應(yīng)當(dāng)大功告成。但事實(shí)上,使用舊器件正常工作的產(chǎn)品在替換為備選件后,在生產(chǎn) 線上開始失效。哪里出錯(cuò)了呢?
Abhinay Patil這時(shí)表示自己曾參與解決這樣一個(gè)案例:遵循上述流程,在客戶設(shè)計(jì)中,將一個(gè)隔離式RS-485收發(fā)器作為另一供應(yīng)商器件的第二供應(yīng) 商。兩個(gè)器件形狀、尺寸和功能兼容,而器件具有更好的電氣規(guī)格。客戶隨后下了大量此器件的訂單,似乎沒有任何理由出錯(cuò)。然而,客戶報(bào)告說,新的RS-485收發(fā)器在生產(chǎn)測試臺(tái)上開始失效。由于設(shè)計(jì)中沒有任何別的改變,所以一定是圖中的新器件出錯(cuò)了。
經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)查,才發(fā)現(xiàn):為收發(fā)器總線側(cè)供電的線性穩(wěn)壓器未按預(yù)期穩(wěn)壓至5 V,而是上升到更高的電壓。因此不得不仔細(xì)檢查、比較舊收發(fā)器和替換件的數(shù)據(jù)手冊(cè),以及線性穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊(cè),以確定哪里出錯(cuò)了。
“更好”是一個(gè)定性術(shù)語,具體取決于所討論的參數(shù)。例如,當(dāng)涉及到速度、CMRR、PSRR時(shí),越高越好;當(dāng)涉及到失調(diào)電壓、漂移時(shí),越低越好;而您不需要太多工程知識(shí)就知道功耗總是越低越好。真的是這樣嗎?在這個(gè)特殊案例中,并非如此。舊收發(fā)器閑置狀態(tài)下在總線側(cè)消耗15 mA (典型值)電流,而新器件僅消耗 2 mA (最大值)。毫無疑問,新器件在數(shù)據(jù)上看起來更好。不幸的是,線性穩(wěn)壓器似乎失常了。
圖1. 數(shù)據(jù)手冊(cè)中的最小負(fù)載電流實(shí)例
正如本文開頭提到的,線性穩(wěn)壓器相當(dāng)簡單,并沒有太多要求。然而,它的一個(gè)特殊要求是需要最小負(fù)載電流才能正常工作。如果這一需求沒有被滿足,穩(wěn)壓器將無法正常穩(wěn)壓,輸出電壓超出范圍。如果穩(wěn)壓器的輸入電壓遠(yuǎn)高于期望的輸出電壓,情況將變得更差。
圖2. 左邊線路圖:采用舊器件的穩(wěn)壓器正常工作(滿足最小負(fù)載電流要求)
右邊線路圖:采用新器件的穩(wěn)壓器不穩(wěn)定(負(fù)載電流不足 T)
許多現(xiàn)代線性穩(wěn)壓器在設(shè)計(jì)中特別注意了這個(gè)問題,因而不會(huì)產(chǎn)生故障。一些舊器件(如本案中客戶設(shè)計(jì)所用的器件)沒有考慮此點(diǎn),因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要額外的預(yù)防措施。某些情況下,可調(diào)輸出LDO的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)最小負(fù)載電流。不幸的是,如果決定大幅提高電阻,同時(shí)保持相同比值,很可能無意中闖禍。還有另外一種情況,即由LDO供電的器件在正常工作期間滿足負(fù)載要求, 而在待機(jī)狀態(tài)下則不行。這些都是需要注意的潛在缺陷,因此請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀LDO數(shù)據(jù)手冊(cè)。如果有最小負(fù)載電流要求,通常以某種形式體現(xiàn)出來。下面是幾個(gè)示例:
圖3. 增加一個(gè)泄放電阻滿足最小負(fù)載電流要求后,問題解決了
The End
因此,一旦了解了問題產(chǎn)生的根本原因,那么修復(fù)就相當(dāng)簡單。所要做的就是在調(diào)節(jié)器輸出端加一個(gè)泄放電阻, 以消耗最小負(fù)載電流。雖然不理智的客戶很容易將問題簡單地歸咎于器件,但本例中的客戶看到了積極的一面,很高興能從這一案例中學(xué)習(xí)到新技術(shù)。
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