Ist es in Ordnung, einen nicht mit Strom versorgten LDO-Ausgang mit Spannung zu versorgen?

8

Ich entwerfe zum ersten Mal eine Leiterplatte, die über eine externe + 12V-Versorgung oder über den USB-Anschluss mit Strom versorgt werden kann.

Im Eingang der Karte habe ich direkt nach dem Stromanschluss (VINLDO-Netz ist der + 12-V-Stromeingang) zwei LDOs in Reihe geschaltet. Die erste liefert geregelte +5 V und die andere +3,3 V, wie die Schaltpläne zeigen:

Leistung

Wenn VBUS = + 5V ist und keine Spannung im VINLDO-Netz anliegt, kann ich den Spannungsregler U5 ( MCP1703AT-5002E / MB ) beschädigen , da ich ein + 5V-Signal in seinen Ausgang "einspeise"?

power-supply design schematics RHaguiuda
quelle
Sie können einen einzelnen High-Side-PFETv vom Ausgang von U5 verwenden, um ihn vor Rückstrom zu schützen
User323693

Antworten:

7

Wie Ignacio betonte, befindet sich im Regler vom Ausgang zum Eingang eine parasitäre Körperdiode.

Wenn VBUS eine sehr niedrige Quellenimpedanz hat, wird der C15 schnell über U5 aufgeladen und der Strom wird nicht stark begrenzt. Oder alles, was an den VINLDO-Eingang angeschlossen ist, kann Strom von VBUS über U5 ziehen (z. B. kann ein Kurzschluss nach Masse den Regler zerstören).

Bearbeiten: Um dies etwas klarer zu machen, hier das interne Diagramm von U5:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Eine möglicherweise praktische Lösung, wenn dies ein Problem zu sein scheint, besteht darin, einen Schottky vom Ausgang (über die Körperdiode des U5 und in derselben Richtung) zum Eingang und eine Polyfuse in Reihe mit dem VINLDO-Eingang hinzuzufügen.

Spehro Pefhany
quelle
Ist dieser Schottky, den Sie über U5 zwischen Pin 2 und 3 erwähnen, in umgekehrter Richtung? (Also würde Strom von VBUS zu VINLDO durch die Diode fließen, anstatt durch die Körperdiode von U5?)
KyranF
@KyranF Ja, das stimmt. Parallel zur Body-Diode, so dass fast der gesamte Gegenstrom sichtbar ist. Diagramm hinzugefügt, danke.
Spehro Pefhany
1
Beachten Sie, dass viele bipolare Geräte auch eines haben.
Ignacio Vazquez-Abrams
Was ist, wenn es eine Anforderung gibt, bei der das VINLDO-Material überhaupt keinen Rückfluss erhalten sollte - in diesem Fall ist eine Seriendiode unvermeidbar? Wie beim Ausgang von U5 bis 5 V wird im Wesentlichen eine diodenbasierte Leistung mit der eingespeisten VBUS-Versorgung und der zugehörigen Diode "ODER" erzeugt?
KyranF
5

Es ist sicher, eine Spannung an den Ausgang eines LDO-Reglers anzulegen, sofern diese nicht höher als die Eingangsspannung ist . Viele LDO-Regler haben eine parasitäre Diode vom Ausgang zum Eingang, die in Vorwärtsrichtung vorgespannt werden kann, wenn der Eingang eine niedrigere Spannung als der Ausgang hat, wodurch eine möglicherweise zerstörerische Strommenge fließen kann.

Ignacio Vazquez-Abrams
quelle
3

Sie können dieses Problem lösen, indem Sie ein "ideales Dioden" -Gerät wie ISL6146A in Reihe schalten.

ISL6146A

Wenn Sie einen FET wie beschrieben verwenden, verhindern Sie, dass eine Spannung bis zu 1 V pro Gerätedatenblatt alles vor dem externen FET in Sperrrichtung vorspannt. Aufgrund des Körpers würde die Diodenspannung jedoch immer durchgehen. Wenn dies unerwünscht ist, würde ein zweiter FET in Reihe mit dem ersten, aber in die entgegengesetzte Richtung zeigend, diesen Zustand ebenfalls verhindern.

Zur Verdeutlichung fungiert ein FET als ideale Diode, sodass Sie keinen Spannungsabfall haben, sondern nur bis zu 1 Volt arbeiten. Zwei FET-Dioden, bei denen sich die Body-Dioden gegenüberstehen, verhindern diesen Zustand und das Gerät ist bis auf 0 Volt ausgeschaltet.

Viel Glück.

DWT
quelle
1
Sehr interessant. Das einzige Problem ist der Preis (diese Geräte sind sehr teuer) und die erhöhte Komplexität der Schaltung. Aber schön zu wissen.
RHaguiuda