【導讀】在工程實踐中，更換了一個更新更好的器件，具有更低的電流損耗。結果反而發生故障，新器件甚至燒毀。還有這種操作嗎？Why？線性穩壓器是相當簡單的器件，并沒有太多挑戰。盡管如此，可偶爾還是會遇到麻煩。
在工程實踐中，更換了一個更新更好的器件，具有更低的電流損耗。結果反而發生故障，新器件甚至燒毀。還有這種操作嗎？Why？線性穩壓器是相當簡單的器件，并沒有太多挑戰。盡管如此，可偶爾還是會遇到麻煩。
Abhinay Patil在當現場應用工程師時，有時客戶會請他推薦替代其他供應商的器件。在許多情況下，器件的替換由客戶的生產、采購團隊決定，而原來的電路設計師可能并不知曉這個變更。決策過程相當簡單：替換器件應當具有相同的功能、封裝和引腳配置，以及與被替換器件同等甚至更好的電氣規格。只要滿足所有這些要求， 就向元器件工程師提供必要的比較數據，將新元器件添加到材料清單中，作為第二供應商備選件。做完這些，應當大功告成。但事實上，使用舊器件正常工作的產品在替換為備選件后，在生產 線上開始失效。哪里出錯了呢？
Abhinay Patil這時表示自己曾參與解決這樣一個案例：遵循上述流程，在客戶設計中，將一個隔離式RS-485收發器作為另一供應商器件的第二供應 商。兩個器件形狀、尺寸和功能兼容，而器件具有更好的電氣規格。客戶隨后下了大量此器件的訂單，似乎沒有任何理由出錯。然而，客戶報告說，新的RS-485收發器在生產測試臺上開始失效。由于設計中沒有任何別的改變，所以一定是圖中的新器件出錯了。
經過進一步調查，才發現：為收發器總線側供電的線性穩壓器未按預期穩壓至5 V，而是上升到更高的電壓。因此不得不仔細檢查、比較舊收發器和替換件的數據手冊，以及線性穩壓器的數據手冊，以確定哪里出錯了。
“更好”是一個定性術語，具體取決于所討論的參數。例如，當涉及到速度、CMRR、PSRR時，越高越好；當涉及到失調電壓、漂移時，越低越好；而您不需要太多工程知識就知道功耗總是越低越好。真的是這樣嗎？在這個特殊案例中，并非如此。舊收發器閑置狀態下在總線側消耗15 mA (典型值)電流，而新器件僅消耗 2 mA (最大值)。毫無疑問，新器件在數據上看起來更好。不幸的是，線性穩壓器似乎失常了。
圖1. 數據手冊中的最小負載電流實例
正如本文開頭提到的，線性穩壓器相當簡單，并沒有太多要求。然而，它的一個特殊要求是需要最小負載電流才能正常工作。如果這一需求沒有被滿足，穩壓器將無法正常穩壓，輸出電壓超出范圍。如果穩壓器的輸入電壓遠高于期望的輸出電壓，情況將變得更差。
圖2. 左邊線路圖：采用舊器件的穩壓器正常工作(滿足最小負載電流要求)
右邊線路圖：采用新器件的穩壓器不穩定(負載電流不足 T)
許多現代線性穩壓器在設計中特別注意了這個問題，因而不會產生故障。一些舊器件(如本案中客戶設計所用的器件)沒有考慮此點，因此在系統設計時需要額外的預防措施。某些情況下，可調輸出LDO的反饋電阻網絡負責最小負載電流。不幸的是，如果決定大幅提高電阻，同時保持相同比值，很可能無意中闖禍。還有另外一種情況，即由LDO供電的器件在正常工作期間滿足負載要求， 而在待機狀態下則不行。這些都是需要注意的潛在缺陷，因此請務必仔細閱讀LDO數據手冊。如果有最小負載電流要求，通常以某種形式體現出來。下面是幾個示例：
圖3. 增加一個泄放電阻滿足最小負載電流要求后，問題解決了
The End
因此，一旦了解了問題產生的根本原因，那么修復就相當簡單。所要做的就是在調節器輸出端加一個泄放電阻， 以消耗最小負載電流。雖然不理智的客戶很容易將問題簡單地歸咎于器件，但本例中的客戶看到了積極的一面，很高興能從這一案例中學習到新技術。
