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[参考译文] LP2980-N：主控制板上 LDO（低压降稳压器）LP2980IM5X-5.0 输出电压的压降问题。

admin
Guru**** 2609895 points


请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1582409/lp2980-n-the-voltage-drop-issue-of-the-output-voltage-of-the-ldo-low-dropout-regulator-lp2980im5x-5-0-on-the-main-control-board

器件型号：LP2980-N


LDO LP2980IM5X-5.0 压降问题报告

当前问题的描述如下：

使用中的 LDO

型号：LP2980IM5X-5.0 /NOPB；批次：2025
 
  • 143 主控制板出现故障。 LDO 向存储器芯片供电、故障表现为  程序下载后无法保存 。
  • 5V 输出电压降至 1.2V 至 1.5V。

应用范围

4 种类型的电路板、包括：
 
  • 2 种主控制板（负载稍高；以下简称主控制板 1 和主控制板 2）
  • 2 种类型的信号板（负载较低）

背景

  1. LP2980IM5X-5.0 的使用持续时间 :它已被批量使用超过 3 年。
  2. 数据表更新 ：在 2025年3月11日 上、TI 官方网站更新了此芯片的技术数据。 数据表指出、“旧芯片“（旧芯片）和“新芯片“的参数不同。
  3. 过去使用历史记录 ：
    • 就 2024 年批次芯片而言、上半年使用的器件数量超过 12,000 件、所有电路板均通过了功能测试。
  4. 当前问题范围 ：
    • 这个问题发生在 9 月以后生产的板上、这些板使用的是 2025 年批次的新芯片（到目前为止，已使用了大约 600 个器件）。
      • 4.1 143 主控制板出现故障：引脚 5 处的 Vout 输出异常（不处于稳定状态）。 使用数字万用表时、大多数 Vout 值的测量值在 1.2V 至 1.5V 之间、而一个小数字显示 5V。
      • 4.2 200 多个信号板具有正常输出。
  5. 摘要 : Lot 2025 新芯片在 4 种板材上表现出不同的性能。 一个清晰的图形是：大多数主控制板（负载较高）是异常的、而信号板（负载较低）具有正常输出。

根本原因分析和问题

我们已经注意到、新的数据表规定了新芯片的以下匹配电路要求：
 
  1. 一个 1uF 电容器用于 Vin、一个 2.2uF 至 4.7uF 电容器用于 Vout。
  2. 故障主控制板 1 的原始设计至少在 5 年前完成：
    • 它为 Vin 使用 100nF 电容器（小于建议的 1uF）。
    • 它为 Vout 使用 1uF 电容器（处于建议范围的最小值）。
 
我们的问题是：
 
  1. 电流异常 Vout（压降至 1.2V–1.5V）是否与较小的匹配电容器值有关？
  2. 对于 2024 年批次芯片：部分芯片具有 CCO 起源为“英国“（英国）、其他则具有不同厚度丝印字体的“美国“（美国）。 说明了不同的起源、更新了数据表以及数据表中“旧芯片“和“新芯片“之间的区别 两种芯片类型之间的 Vin 和 Vout 所需匹配电容器值是否有所不同 ？
  3. 如果问题 2 的答案是“是“、您能否提供 2024 年及更早版本的芯片数据表副本？ 这将有助于我们进行比较。

尝试达到的电压降

  1. 对于主控制板 1：
    • 将 100nF Vin 电容器替换为 1uF 电容器。
    • 将 1uF Vout 电容器替换为 2.2uF 电容器。
    • 6 个经修改的电路板已经过正常输出测试；范围更广的验证正在等待中。

要尝试的建议解决方案

  1. 对于主控制板 2：
    • 当前电路板没有用于 Vin 的电容器（无法暂时更换）。
    • 计划将 1uF Vout 电容器替换为 2.2uF 电容器；验证正在等待处理。
 
期待您的回复！ 感谢您的支持！
  • 0
    TI__Guru**** 2609895 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Hi Xiang、

    感谢您提供详细信息！

    新芯片 可能存在之前在旧芯片上使用的大快速瞬变问题。 更大的输出电容和负载处更大的去耦电容是在此处提供帮助的好方法。 此处的根本原因似乎是电流限制环路（设计为在提供过多电流时将输出拉至调节值以下）已被显著加快。 存储器设备等数字芯片往往会脉动其负载。 新芯片有时会在可能对其求平均值之前对初始较大的瞬态电流尖峰做出反应、从而暂时使输出显著低于调节值。 在新芯片中、对接地环路的灵敏度似乎也有所提高。

    在上述情况下、波形可能看起来像是电压下降的指数衰减、直到它上升回稳压状态。

    其他一些可能的原因：

    新芯片有 1uF 的有效电容要求、以便确保稳定性、1uF 的标称电容器并不总是满足此要求。 根据经验、数据表中指出降额 50%。 稳定性问题只会在瞬变之后出现、在瞬变之后、它们会锁定到振荡状态。

    VOUT 问题还需注意以下常见原因：热限制（器件会过热，关断，冷却和循环：这将对低于调节值的情况求平均值）和压降（高电流会增加余量要求并降低输入）。 但由于旧芯片工作,我认为它们不是可能的原因。

    问题：

    • Vout 是否可以得到问题的示波器屏幕截图？ （理想情况下也是 VIN、IOUT）
    • LDO 的输入电压是多少？
    • 1.2V-1.5Vout 在观察到故障后是否持续存在？
    • 当您提到 VOUT 没有处于稳定状态时、这是否意味着 LED 不是在 1.2V 至 1.5V 范围内处于恒定值、而是在该范围内振荡/变化？

    要直接回答您的问题：

    1.电流异常 Vout（压降至 1.2V–1.5V）是否与较小的匹配电容器值相关？

    较低的电容（相对于新芯片建议范围）可能会加剧瞬变、而增加输出电容器尤其应该有助于解决该问题。

    2.对于 Lot 2024 芯片:有些芯片有 CCO 产地为“英国“（英国）,另一些则为“美国“（美国）,丝网字体的厚度各不相同。 说明了不同的起源、更新了数据表以及数据表中“旧芯片“和“新芯片“之间的区别 两种芯片类型之间的 Vin 和 Vout 所需匹配电容器值是否有所不同 ？

    是的。 新芯片具有 有效输出电容、旧芯片具有输出电容器要求。 新芯片也有 ESR 要求、但如果您使用的是陶瓷电容器、则此要求应该已经满足。 1uF 标称输出电容器不太可能保证在新芯片的所有工作条件下都能满足该要求。

    我们目前正在运送旧芯片和新芯片、封装标签上的 CSO 信息各不相同。 这应该有助于识别它们是新芯片还是旧芯片。 我们打算最终将所有资金转移到新芯片上。

    3.如果问题 2 的答案是“是“、您能否提供 2024 年及更早版本的芯片数据表副本？ 这将有助于我们进行比较。

    2023 年版本仍提到新旧芯片和旧芯片、但 2016 年版本的发布日期更早、您想要哪种版本？

    2016 年 注意：建议运行条件表中未提及 Cout 要求
    2023 年

    建议：

    • 显著增加新芯片上的输出电容（增加到 10 μ F 或更高）。 增加负载处电源轨上的去耦电容器。
      • 注意：如果这是电流限制问题、那么我们还看到了添加偏置负载（电阻器）有所帮助的情况、因为它没有从零跨越这么多的数量级。
    • 获取显示问题的 Vout（理想情况下还包括 VIN、IOUT）的示波器屏幕截图

    此致、

    Gregory Thompson