Ricoh教你如何通过添置额外的LDO来解决电路故障

2021-03-31 Ricoh
LDO,RP130N,RP130N461B-TR-FE,Ricoh

在检查电路的过程中,会发现电路的问题,在这种情况下,会用到一些其它的组件。本文中,Ricoh介绍了一种利用额外的LDO解决问题的示例。


案例:利用添置额外的LDO解决电路问题

LDO通常用作电源管理IC,它用于实现恒流电路等。LDO有时用于故障排除,因为它们的成本相对合理,在大多数情况下,外部组件的数量仅为两个或更少。通常,如何选择LDO进行故障排除与正常用法相同。


问题的背景

原始电路:5V PSU(电源单元)直接为后置LSI供电,但由于保持了后置器件的特性,LSI的输入电压限制为4.7V。后置LSI的电压范围相对较宽,但是从性能上来说,高压优于低压,因此有必要将其调节到4.7V附近。


客户的问题和条件确认

要选择适合此问题的设备,应考虑一些因素。

解决问题的过程

根据客户提供的信息可以知道:输入电压,输出电压和输出电流是关键因素。


1.输入电压和输出电流/输出电压

最大输出电流为100mA,输入电压范围4.5V至5.5V,可选的输出电压为4.4V/4.5V/4.6V。


2.确认压差电压

通常,低压差更好一些,考虑到这一点,候选器件是RP130x系列。可选选输出电压为4.4V/4.5V/4.6V。在150mA的条件下,压差电压被设定好了。通过重新计算100mA,结果如下:

典型值 0.24V@150mA-> 0.16V@100mA

最差(85℃)0.370V @ 150mA→0.247V @ 100mA

该客户的最小输入电压为4.5V。通过该数据,最低的直流电压估计为典型值4.34V,最小4.253V(不包括瞬态响应)。在原始电路中,使用了未稳压的输入,因此,该压降电平可能被客户认为不够好,最终,客户选择了4.6V输出类型。


3.封装选择

功耗与环境温度


对于封装选择,必须考虑功耗。在这种情况下,最坏的情况如下:LDO输入电压= 5.5V,输出电压= 4.6V(准确地说,公差为1%,并且存在负载调整率,但是在这里,该值对结果影响不大,因此粗略计算如下所示)

计算出的功率损耗约为90mW,计算过程:(5.5V-4.6V)x0.1A = 0.09W(90mW)

应考虑降额50%,因此,在85℃的4层PCB上,功率消耗必须大于180mW,且不是无引线类型。结果,最终的候选产品是SOT23-5封装RP130N461B-TR-FE(功耗取决于电路板材料,PCB和通孔的层数,金属面积大小和布局)。


通过一系列计算和对比,最终使用附加的LDO RP130N461B-TR-FE,故障得以解决。在故障排除时,如何选择附加元件,与通常设计时选择顺序元件的方法类似。通过考虑所有必要的条件,如Vin、Vout、Iout、封装的功率耗散等,可以完美地进行故障排除


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