Problem mit der LDO-Heizung

Ich arbeite an einem PCB-Projekt und habe ein Problem mit dem Linearregler-IC.

Ich möchte in der Lage sein, eine relativ konstante Temperatur für das Heizelement aufrechtzuerhalten.

Das gesamte System wird von 2 x 18650 Li-Ionen-Akkus (zwischen 5,4 V und 8,2 V) betrieben. Die Heizung wird von einem ATTINY84-Mikrocontroller gesteuert, der die Temperatur über einen 10-K-NTC-Thermistor liest.

In der Schaltung erwärmt sich der LDO (AP7370) sofort, wenn ich Strom liefere. Das Datenblatt gibt an, dass die Eingangsspannung bis zu 18 Volt betragen kann. Die Schaltung fiel aus, als ich 6 Volt am VCC-Eingang anlegte.

Meinen Sie, ich sollte einen anderen LDO ausprobieren oder stimmt etwas mit meinem PCB-Design nicht?

PCB-OberschichtPCB-Oberschicht

PCB-UnterseitePCB-Unterseite

SchemaSchema

Ich bin verwirrt. Sie sprechen zunächst von einem Aufwärtswandler, wechseln dann aber zu einem LDO. Welches ist es und wo ist Ihr Heizelement angeschlossen?
wie heiß ist heiß?
@brhans Den Aufwärtswandlerteil bearbeitet. Es war ein Fehler. Die Heizung ist an CN1 angeschlossen (Pins 1 und 2 von links nach rechts). Die Heizung wird mit Q1 IC gesteuert. U5 ist eine Header-Komponente, um verschiedene Dinge wie LED-Licht, einen einfachen Druckknopf und einen NTC-Thermistor anzuschließen. Die 5 V an U5 werden als Quelle für NTC-Thermistor und Taster verwendet.
@DKNguyen es wird zerstört, wenn es zu lange läuft. Ich habe meine 2 PCB-Proben verloren.
Messen Sie Ihre 5V Stromaufnahme
@DKNguyen Der LDO funktioniert derzeit nicht normal, sodass er keine 5 V erzeugt. Es erzeugt nur etwa 0,5 V und wird sehr heiß.
Klingt nach einem Kurzschluss zwischen den Stromschienen. Messen Sie den Widerstand auf einer leeren Platine, um festzustellen, ob es sich um die Platine oder eine schlechte Lötstelle handelt. Messen Sie bei einem neuen Design immer den Widerstand zwischen den Stromschienen, bevor Sie mit dem Löten beginnen
@DKNguyen Es scheint keinen Kurzschluss zwischen den Stromschienen zu geben, als ich mit der leeren Leiterplatte nachgesehen habe, aber ich sehe niedrige Widerstandswerte zwischen diesen Schienen auf der Leiterplatte mit Komponenten. Kann ein fehlerhafter LDO intern einen Kurzschluss verursachen oder deutet dies auf eine falsche Verlötung der Komponenten hin?
es ist viel wahrscheinlicher, dass es eine schlechte Lötstelle ist. Überprüfen Sie alle Ihre Entkopplungskondensatoren und benachbarten Stromanschlüsse oder entfernen Sie den LDO und messen Sie die Schiene und prüfen Sie, ob der Kurzschluss noch vorhanden ist
Nun, wenn Sie 0,5 V am LDO-Ausgang sehen, ist dies per Definition kein Kurzschluss. Mein nächster Verdächtiger wäre ein invertierter IC. Wenn ein IC rückwärts installiert ist, sehen Sie einen in Vorwärtsrichtung vorgespannten PN-Übergang von VCC zu GND, und 0,5 V sind eine ziemlich plausible Spannung. Wenn Sie eine fehlerhafte Platine haben, prüfen Sie, ob neben dem LDO auch andere Komponenten heiß werden. Andernfalls, wenn Sie mit einer leeren Platine beginnen, installieren Sie die ICs einzeln, bis Sie Ihren Fehler sehen. BEARBEITEN , aber ich bin gerade der + 5-V-Spur und den Schablonen gefolgt und sie sehen alle sicher richtig aus.
Sie sollten wirklich an Ihren Fähigkeiten im Schaltplanzeichnen arbeiten. Es ist unmöglich zu lesen. Ein Schaltplan soll die Funktion der Schaltung auf leicht verständliche Weise visuell darstellen. Eine gute Anleitung gibt es hier: electronic.stackexchange.com/questions/28251/… . Welche Version von AP7370 verwenden Sie? Der Schaltplan sagt es nicht. AP7370 wird mit drei verschiedenen Pin-Layouts im SOT25-Gehäuse geliefert. Möglicherweise haben Sie den falschen Typ auf Ihrer Platine montiert.
Wenn Sie eine andere leere Platine haben, bauen Sie diese schrittweise zusammen (ich denke, das ist immer der beste Ansatz beim Prototyping): Überprüfen Sie die Funktionalität pro Block. Löten Sie also zuerst U4 (den AP7370), C1 und C2 und stellen Sie eine Last bereit (z. B. durch Löten von 1 kΩ auf C2) und testen Sie, ob es korrekt funktioniert. Bauen Sie als nächstes U3 und die dazugehörigen Komponenten (C3, R17, R12, R13 usw.) zusammen und testen Sie erneut. Als nächstes U1 und so weiter.
Was genau ist das Heizelement?
Nur ein Gedanke hier, aber mit Blick auf das Topside-Layout und C2. Es gibt viel Cu. (plus eine Art Via-In-Pad) zwischen den Pads von C2, und wenn das Handlöten mit zu viel Lötmittel durchgeführt wurde, würden / könnten +5 V eine sehr niedrige Impedanz gegenüber GND haben.

Antworten (1)

LDOs wandeln keine Spannungen um, sie leiten überschüssige Spannungen in Wärme ab. Die Wahl eines anderen LDOs ändert daran also nichts. Ihr ausgewählter LDO verfügt über eine thermische Abschaltfunktion. Es könnte sein, dass Sie das durch Überhitzung auslösen. Haben Sie überprüft, ob Ihr LDO das leisten kann, was Sie von ihm verlangen?

Um herauszufinden, ob Ihr Chip überhitzt, können Sie die folgende Berechnung durchführen:

Sie haben den mittleren Strom, den Ihre Schaltung aus dem 5-V-Netz zieht, nicht angegeben. Ich gehe von 100mA aus. Fühlen Sie sich frei, diesen Wert anzupassen, um Ihr tatsächliches Design zu überprüfen.

Der schlimmste Fall ist, wenn Ihre Batterie bei 8,2 V voll ist

Die Spannung an Ihrem LDO beträgt: 8,2 V - 5 V = 3,2 V

Der Strom durch den LDO beträgt wie von uns definiert 100 mA.

Die Leistung, die der LDO in Wärme umwandeln muss, beträgt: V * I: 3,2 V * 100 mA = 0,32 W

Jetzt ist es Zeit zu prüfen, ob das LDO in der Lage ist, das zu zerstreuen. Sehen wir uns das Datenblatt an:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie verwenden das SOT25-Gehäuse, daher beträgt der Wärmewiderstand 155 ° C / W.

Der Temperaturanstieg der Sperrschicht wäre: 0,32 W * 155 °C/W = 50 °C.

Angenommen, die Worst-Case-Umgebungstemperatur beträgt in diesem Fall 60 °C. Die Sperrschichttemperatur beträgt: 60°C + 50°C = 110°C.

110 °C liegt unter der im Datenblatt angegebenen maximal zulässigen Sperrschichttemperatur: 150 °C.

Daher sollte Ihr Design unter der Annahme des von mir gewählten Stromverbrauchs in Ordnung sein.

So kann ich nicht sehen, ob Ihr Heizelement über den LDO mit Strom versorgt wird oder nicht. Wenn ja, zieht es wahrscheinlich viel mehr Strom als meine angenommenen 100 mA und somit würde der LDO überhitzen!

Hallo. Danke für die Antwort. Die Heizung oder sonstiges haben wir noch nicht angeschlossen. Versorgen Sie es einfach über ein Laborbank-Netzteil mit etwa 6 Volt, um sicher zu sein. Aber dieses Problem trat immer noch auf. Die Heizung wird jedoch direkt von Batterien mit Strom versorgt.
@Berkays kennen Sie die genaue Teilenummer des AP7370, den Sie verwenden?
@PeterKarlsen Ich verwende AP7370-50W5
@Berkays Dann passen die Schaltpläne und das Layout zum Teil. Wenn Sie versehentlich einen AP7370-50WS bekommen haben, werden Vin und Gnd vertauscht.
Problem mit der LDO-Heizung
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