[参考译文] LM117：LM117

您好、Rajan、

上面示波器屏幕截图中显示的噪声是极高的频率(I count 7个周期为1ns、即7GHz)-远远超出 LM117可以有效对其进行滤波的带宽。 在给定相关频率的情况下、我怀疑环境噪声会耦合到测量设置中。 示波器接地削波中较大的环路区域很容易耦合中的外部噪声。

如果噪声不是测量伪影、我建议添加额外的具有极高自谐振频率的小型去耦电容器(1nF 左右)、使其尽可能靠近高频噪声源。  

关于电容器温度升高、我认为此处看到的纹波不太可能导致电容器显著发热。 陶瓷电容器破裂可能无法实现低电阻短路、从而显著增加其功率耗散、但这不是与频率相关的行为。

此致、

Alex Davis

您好 Alex、

我使用了一个非常高规格的8GHz 示波器和一个9GHz 探头、后者直接焊接在输出陶瓷电容器上、即没有很大的环路面积！

当陶瓷电容器的内部 ESR 收到过大的交流纹波电流时、陶瓷电容器会发热：如果 LM117被禁用、则仅当 LM117正常工作时、电容器才会发热。 这意味着稳压器的纹波会影响 ESR。

鉴于我在下面的原理图中使用的电容器值以及我在输入和输出中添加的220uFs、LM117是否存在任何变化可能不稳定、因此不会稳定到稳定的直流值？ 如何查看？

谢谢、此致、

Rajan

我建议保持稳定性的另一个原因是 LM117非常热、即使其负载电流在300mA 附近、我已经烧过几次了！

我使用的是以下软件包：

下面是我如何将示波器探头直接焊接到测试点的代表性图片：

Alex、

我使用500 MHz Tektronix 示波器重复测量、结果不同：交流和直流耦合图如下所示：

你有什么评论？

Rajan。

您好、Rajan、

您所描述的探测方法是合理的-看起来图像没有连接、但其中一个电容器上的焊接连接实际上会尽可能减小环路面积。  

能否测量 LM117的输入电流？ 您在此应用中的输入电压是多少？  

假设输入电压为5V 且负载电流为300mA、LM117中的功耗为900mW。 NDT 封装 的 RθJA 为186°C/W、因此900mW 的 功率会产生192°C 结温(假设采用25°C 环境温度、没有散热器)。 这远高于最高结温、可能会导致器件进入热关断状态。  

从输出纹波测量来看、至少乍一看、这似乎不是 LM117的稳定性问题。 LM117等器件的带宽应在1100kHz 至100kHz 范围内、我预计稳定性问题会在该频带中表现为振荡或振铃。 最新示波器捕获中的10MHz +音调远远超出了该范围。  

电容器可能会由于纹波而自发热、但此处看到的纹波看起来太小、无法产生明显的发热。 我为 GRM153B30J104ME15 1µF、6.3V 陶瓷电容器拉取了一个 Murata 仿真模型、并进行了一些快速仿真。

我在上面的捕获中看到的最大峰峰值摆幅为~200mVpp 或~71mVrms。 GRM153的 ESR 中的峰值功耗 在大约11MHz 时约为250mW。 但是、假设存在连续200mVpp 音调。

使用第一次示波器采集时较为保守的100mVpp 连续振幅、11MHz 时的功率耗散降至最大约60mW。 假设电容保持恒定、ESR 的增加将降低该功率耗散。  

如果在运行过程中只有一个或两个电容器过热、我仍然会怀疑电容器本身会受到机械损坏。 破裂的陶瓷电容器往往会导致低电阻故障、这会增加 LDO 的电流消耗、并导致 LDO 和电容器发热增加。

此致、

Alex Davis

LM117的输入电压为+5V、这意味着 PD = 3 * 0.3 = 0.9W、该值处于规格范围内、但正如您所说、在环境温度下需要一个散热器才能可靠运行。 我注意到您关于电容器破裂的评论、但在两个硬件版本上观察到相同的发热。

最大值 采用 NDT CAN 封装的 LM117的额定功率为2W？

此致、

Rajan

你能推荐一个小散热器,我可以连接到 lm117 CAN 封装请?

您好、Rajan、

最大功率耗散 取决于热阻和环境温度、以免超过150°C 的最大建议结温。  

假设设定25°C 环境温度并选择120°C 结温以提供足够的裕量、则从结温到环境空气的热阻需要为(120°C - 25°C)/(0.9W)= 105°C/W。 LM117至 CAN 封装的结至外壳热阻为21°C/W、因此您需要一个热阻为84°C/W 或更低的散热器。  

我建议使用以下 Boyd Laconia 器件型号：

325705B00000G

322505B00000G

3111505B00000G

578305B00000G

关于电容器开裂问题、 组装过程中的电路板弯曲会导致多个电路板开裂。 我看到了一种情况、在一个电路板边缘附近放置的大陶瓷电容器在从 PCB 上移除处理凸片时由于应力而在30%的组件中出现裂纹。 我听说过(但个人没有看到)、如果电容器端子上的热量过多、则焊接过程中会产生热冲击而导致开裂。  

如果同一网络上只有一个或两个相同或几乎相同的电容器发热、并且这些电容器放置在应力集中器附近、例如安装硬件、具有高插入力的连接器或组装后移除处理卡舌的板边缘、我建议移除和更换这些电容器。  

此致、

Alex Davis

2至3个电容器位于电路板中心、如下所示：

此区域中没有应力集中器。

感谢您为 lm117推荐散热器,您还能为 lm317推荐散热器吗?

我已从电路板上移除电解电容器、因为它们具有较大的 ESR、会增加纹波。

此致、

Rajan。

您好、Rajan、

您正在使用哪种 LM317封装？  

我建议更换  电路板右侧的热点电容器-因为它会导致电容过热、而不是交流功率耗散。  

此致、

Alex Davis

当 lm117禁用时、盖子不会发光、只有在激活时、哪种类型的盖子表明盖子没有损坏-您认为什么？

lm317采用 NDE0003B 引线式封装

装配分包商的反馈：

我相信这些是0603电容器。

它们没有什么特别之处、属于标准器件。

安装这些零件不会有任何困难。

它们用手放在焊锡膏和蒸气相回流焊中。

如果电容器已损坏、并在内部短路(或低电阻)且连接到 LM117的输出端、则只有在启用 LM117时才会为直流短路供电-与 LM117输出端的电阻器仅在启用 LM117时才会耗散功率类似。

我同意

您好、Rajan、

LM317的散热器选择也将取决于功耗。  如果 LDO 耗散小于约4W 且环境温度不超过25°、则 LM317 NDE 可能不需要散热器。  

如果 您预计功率耗散将接近10W、LM317将需要热阻小于约8°C/W 的散热器。 相同的 Sky HSS01-B20-CP 可以在此应用程序中工作。

关于电容器功率耗散、我有几个测量值可尝试：

• 在未上电的电路板上的2.0V 电源上进行 DMM 电阻测量。 未上电的 PCB 上的低直流电阻可能并不完全确定、尤其是对于为大量数字逻辑供电的电源轨而言(例如、FPGA 电源在未上电时可能显示为短路、即使不存在短路)。 对于轻负载的模拟电源、我通常会看到阻抗相当高(kΩs Ω 或更高)、通常会随着电容器充电而随时间出现显著的波动。  
•  尽可能以低频(1MHz)和较高频率(~100MHz)对流入 LM317的电流进行示波器测量。 如果存在较大的电流纹波、则此处可能会出现稳定性问题。 同样、如果2.0V 负载出现明显的电流摆幅、这可能无法确定。  
• 更换热电容器。 我知道、损坏的可能性似乎很低、但如果您可以接触到焊接设备、则可以通过一项简单且经济的测试来排除这种可能性。  

此致、

Alex Davis