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这芯片烫手,问题出在哪里?

2022-08-10 09:53
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翻出本人早期设计失误的一个电路,该电路是数字电路的电源,为图方便对12V直接通过线性电源芯片降压到5V:

image.png

图1:线性电源降压12V转5V

几块电路板打样好后,测试均发现AMS1117-5.0芯片烫手,负载电流100mA多,也满足芯片手册里面的参数:

image.png

图2:AMS1117参数

线性电源的特点:输入电流 = 输出电流。在图1里,Ia = Ib = Ic,芯片U1(AMS1117-5.0)输入输出电压相差12V - 5V = 7V,此时损耗功率至少 7V × 100mA = 0.7W,这就是U1烫手的原因。

吸取教训后,不得不采用BUCK电路降压,该电路作为模块使用多年,稳定可靠:

image.png

图3:开关电源降压12V转5V(BUCK电路)

BUCK电路的开关电源特点:η × 输入功率 = 输出功率,η × 12V × Ix = 5V ×  Iy

η为转换效率,计算得出 Ix ≈ 50mA。

image.png

图4:BUCK芯片效率

总结:线性电源输入输出的压差大,要注意是否会导致芯片过热,加速芯片老化,埋下质量隐患。设计人员一定要严谨,做到精益求精。

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