Problema de calefacción LDO

Estoy trabajando en un proyecto de PCB y tengo un problema con el regulador lineal IC.

Quiero poder mantener una temperatura relativamente constante para el elemento calefactor.

Todo el sistema está alimentado por 2 baterías de iones de litio 18650 (entre 5,4 V y 8,2 V). El calentador está controlado por un microcontrolador ATTINY84 que lee la temperatura a través de un termistor NTC de 10K.

En el circuito, el LDO (AP7370) se calienta instantáneamente cuando entrego energía. La hoja de datos indica que el voltaje de entrada puede subir hasta 18 voltios. El circuito falló cuando suministré 6 voltios en la entrada VCC.

¿Crees que debería probar con un LDO diferente o hay algún problema con el diseño de mi PCB?

Capa superior de PCBCapa superior de PCB

Capa inferior de PCBCapa inferior de PCB

EsquemáticoEsquemático

Estoy confundido. Empiezas hablando de un convertidor boost pero luego cambias a un LDO. ¿Cuál es y dónde está conectado su elemento calefactor?
¿Qué tan caliente es caliente?
@brhans Editó la parte del convertidor de impulso. Fue un error. El calentador está conectado al CN1 (pines 1 y 2 de izquierda a derecha). El calentador se controla con Q1 IC. U5 es un componente de cabecera para conectar varias cosas como luz LED, un botón pulsador simple y termistor NTC. Los 5 V en U5 se utilizan como fuente para el termistor NTC y el botón pulsador.
@DKNguyen se destruye cuando se ejecuta demasiado tiempo. Perdí mis 2 muestras de pcb.
mida su consumo de corriente de 5V
@DKNguyen El LDO actualmente no funciona normalmente, por lo que no produce 5V. Solo produce como 0.5V y se calienta mucho.
Parece que tienes un corto entre tus rieles de alimentación. mida la resistencia en una PCB en blanco para ver si es la PCB o un trabajo de soldadura defectuoso. siempre mida la resistencia entre los rieles de alimentación en un nuevo diseño antes de comenzar a soldar
@DKNguyen Parece que no hay cortocircuito entre los rieles de alimentación cuando verifiqué con la PCB en blanco, pero veo valores bajos de resistencia entre estos rieles en la PCB con componentes. ¿Puede un LDO defectuoso causar un cortocircuito interno o esto indica una soldadura incorrecta de los componentes?
es mucho más probable que sea un mal trabajo de soldadura. Verifique todos sus capacitores de desacoplamiento y los pines de alimentación adyacentes, o retire el LDO y mida el riel y vea si el cortocircuito todavía está allí.
Bueno, si está viendo 0.5V en la salida LDO, entonces, por definición, no es un cortocircuito. Mi próximo sospechoso sería un IC invertido. Si se instala un IC al revés, verá una unión PN con polarización directa de VCC a GND, y 0,5 V es un voltaje bastante plausible de ver. Si tiene una placa defectuosa, verifique si algún otro componente además del LDO también se está calentando. De lo contrario, si está comenzando con una placa en blanco, instale los circuitos integrados uno por uno hasta que vea su falla. EDITAR pero solo seguí el rastro de +5V y las plantillas y seguro que todas se ven correctas.
Realmente deberías trabajar en tus habilidades de dibujo esquemático. Es imposible de leer. Se supone que un esquema muestra visualmente la función del circuito de una manera fácil de entender. Hay una buena guía aquí: electronics.stackexchange.com/questions/28251/… . Dicho esto, ¿qué versión de AP7370 estás usando? El esquema no dice. AP7370 viene con tres diseños de pines diferentes en el paquete SOT25. Es posible que tenga el tipo incorrecto montado en su pcb.
Si tiene otro PCB en blanco, ensamble este en etapas (creo que siempre es el mejor enfoque en la creación de prototipos): verifique la funcionalidad por bloque. Entonces, primero suelde U4 (el AP7370), C1 y C2 y proporcione algo de carga (por ejemplo, soldando 1kΩ encima de C2) y pruebe si funciona correctamente. A continuación, ensamble U3 y los componentes que lo acompañan (C3, R17, R12, R13, etc.) y vuelva a probar. A continuación, U1, y así sucesivamente.
¿Qué es específicamente el elemento calefactor?
Solo un pensamiento aquí, pero mirando el diseño de la parte superior y C2. Hay mucho Cu. (más una vía-un poco-en-pad) entre los pads de C2 y si la soldadura manual se realizó con demasiada soldadura, entonces +5V tendría/podría tener una impedancia muy baja a GND.

Respuestas (1)

Los LDO no están convirtiendo voltajes, están disipando el exceso de voltaje en calor. Por lo tanto, elegir un LDO diferente no cambiará nada al respecto. Su LDO seleccionado tiene una función de apagado térmico. Podría ser que lo estés activando debido a un sobrecalentamiento. ¿Ha comprobado que su LDO puede sostener lo que le está pidiendo que proporcione?

Para saber si su chip se sobrecalentará, puede hacer el siguiente cálculo:

No ha especificado la corriente media que su circuito está consumiendo en la red de 5V. Asumiré 100mA. Siéntase libre de ajustar ese valor para verificar su diseño real.

El peor de los casos es cuando su batería está llena a 8.2V

El voltaje a través de su LDO es: 8.2V - 5V = 3.2V

La corriente a través del LDO es de 100 mA como definimos.

La potencia que tiene el LDO para disipar en calor es : V * I : 3.2V * 100mA = 0.32W

Ahora es el momento de verificar si el LDO puede disipar eso. Revisemos la hoja de datos:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Está utilizando el paquete SOT25, por lo que la resistencia térmica es de 155 °C/W.

El aumento de temperatura de la unión sería: 0.32W * 155°C/W = 50°C.

Suponiendo que la temperatura ambiente en el peor de los casos es de 60 °C en el caso. La temperatura de unión es: 60°C + 50°C = 110°C.

110 °C está por debajo de la temperatura de unión máxima permitida que figura en la hoja de datos: 150 °C.

Por lo tanto, su diseño debería estar bien asumiendo el consumo actual que he elegido.

Tal como está, no puedo ver si su elemento calentador se alimenta a través del LDO o no. En caso afirmativo, es probable que esté consumiendo mucha más corriente que los 100 mA supuestos y, por lo tanto, ¡el LDO se sobrecalentaría!

Hola. Gracias por la respuesta. Todavía no hemos conectado el calentador ni nada más. Simplemente suministre la energía a través de una fuente de alimentación de banco de laboratorio a alrededor de 6 voltios para estar seguro. Pero este problema aún ocurrió. Sin embargo, el calentador obtendrá su energía directamente de las baterías.
@Berkays, ¿sabe el número de pieza exacto del AP7370 que está usando?
@PeterKarlsen Estoy usando AP7370-50W5
@Berkays Luego, los esquemas y el diseño se ajustan a la pieza. Si por error obtuvo un AP7370-50WS, Vin y Gnd se invertirían.
Problema de calefacción LDO
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v