LDO上电过冲造成单片机烧毁问题的分析
过冲是LDO内部调整管是PMOS且没有针对过冲优化导致的LDO根据内部调整管结构划分有两种,用PMOS做调整管和用PNP BJT做调整管
用PMOS做调整管的特点是最小压降低,二三百毫伏左右
常用型号6209、6249
(举例子仅支持10V以上输入的,那种最高输入6V,一般工作在5V降3.3V的几乎不会导致单片机烧毁)
用PMOS做调整管的特点是最小压降略高,零点六零点七伏到一伏多
常用型号1117
(举例子仅支持10V以上输入的,那种最高输入6V,一般工作在5V降3.3V的几乎不会导致单片机烧毁)
其中用PMOS做调整管的更容易产生上电过冲
需要明确上电过冲导致单片机烧毁的条件:
1、用PMOS做调整管
2、压降大
3、电源上升速率快
4、LDO质量差没有针对过冲优化
实测:
使用220V输入的12V开关电源,接LDO降5V
LDO使用6209,先插DC插头(连接开关电源到LDO),再插220V插头,单片机几乎不会烧毁
因为开关电源有大滤波电容,电容两端电压不能突变,电压上升速率慢
LDO使用6209,先插220V插头,再插DC插头,(连接开关电源到LDO),单片机有很大概率烧毁
因为LDO输入滤波电容小,电压上升速率快,过冲电压就高
LDO换为6249,单片机几乎不会烧毁
因为6249是针对过冲优化的型号
关于LDO上电过冲导致单片机烧毁问题的分析,现作如下专业说明:
LDO(低压差线性稳压器)作为电源管理中的关键器件,在系统供电中起着稳定输出电压、滤波和隔离的作用。然而,在实际应用中,由于LDO内部结构、输入输出特性以及系统设计等因素的影响,可能出现上电过程中电压瞬态过冲现象,进而对后级电路(如单片机)造成损害。
LDO根据其内部调整管的类型主要分为两类:以PMOS为调整管的LDO和以PNP BJT为调整管的LDO。
1. PMOS型LDO特点与风险
以PMOS为调整管的LDO具有显著优势,即最小压降低,通常在200mV至300mV之间,适用于需要高效率、低功耗的场景。常见的型号包括6209、6249等。这类LDO在输入电压较高时表现优异,但其在上电过程中的动态响应可能引发电压过冲。
PMOS型LDO在启动阶段,因内部电路未完全建立,可能导致输出电压短暂超出标称值,形成上电过冲。这种过冲电压若超过单片机的工作电压范围,将直接导致芯片损坏。
2. PNP BJT型LDO特点与稳定性
以PNP BJT为调整管的LDO,其最小压降相对较高,一般在600mV至1V之间,常见型号如1117。虽然压降略大,但其在上电过程中的动态响应更为稳定,过冲现象较少,因此在某些应用场景下更具可靠性。
需要注意的是,即使使用PNP BJT型LDO,也不能完全排除过冲风险,尤其当输入电压变化速率较快或系统设计不合理时。
3. 上电过冲导致单片机烧毁的关键条件
结合实测数据与理论分析,可归纳出以下四个关键条件,可能导致LDO上电过冲引发单片机烧毁:
使用PMOS型调整管的LDO:PMOS结构在启动时更容易出现电压过冲。
压降较大:较高的压降意味着系统对电压波动更敏感。
电源上升速率快:若输入电压迅速上升,LDO无法及时响应,容易产生过冲。
LDO质量差且无过冲优化设计:部分低端LDO缺乏过冲抑制机制,加剧了风险。
4. 实测案例分析
在实际测试中,采用220V输入的12V开关电源,通过LDO降压至5V供单片机使用,不同操作顺序对系统稳定性影响显著。
情况一:先插DC插头(连接开关电源到LDO),再插220V插头
此时,开关电源的输入滤波电容较大,电压上升速率较慢,LDO输出电压平稳,单片机几乎不会烧毁。
情况二:先插220V插头,再插DC插头
此时,LDO输入端滤波电容较小,电压上升速率较快,LDO输出电压出现明显过冲,单片机有较大概率被烧毁。
情况三:更换为6249型号LDO
6249是针对过冲优化设计的LDO,其内部结构具备更好的动态响应能力,有效抑制了上电过冲,单片机几乎不会烧毁。
5. 建议与解决方案
为避免LDO上电过冲导致单片机损坏,建议采取以下措施:
优先选用具有过冲抑制功能的LDO型号,如6249等。
在LDO输入端增加适当的滤波电容,减缓电压上升速率。
设计系统时考虑电源启动顺序,确保LDO在输入电压稳定后再接入负载。
对于高可靠性系统,可考虑加入过压保护电路,防止异常电压对单片机造成冲击。
综上所述,LDO上电过冲问题并非单一因素导致,而是由LDO结构、系统设计及外部环境共同作用的结果。在实际应用中,应综合考虑上述因素,合理选型与设计,以保障系统的稳定运行与设备安全。
[本文内容由国芯人工智能辅助生成,仅供参考]
页:
[1]