华为手环|这芯片烫手,问题出在哪里?

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翻出本人早期设计失误的一个电路 , 该电路是数字电路的电源 , 为图方便对12V直接通过线性电源芯片降压到5V:


图1:线性电源降压12V转5V几块电路板打样好后 , 测试均发现AMS1117-5.0芯片烫手 , 负载电流100mA多 , 也满足芯片手册里面的参数:

图2:AMS1117参数线性电源的特点:输入电流 = 输出电流 。 在图1里 , Ia = Ib = Ic , 芯片U1(AMS1117-5.0)输入输出电压相差12V - 5V = 7V , 此时损耗功率至少 7V × 100mA = 0.7W , 这就是U1烫手的原因 。
吸取教训后 , 不得不采用BUCK电路降压 , 该电路作为模块使用多年 , 稳定可靠:

【华为手环|这芯片烫手,问题出在哪里?】图3:开关电源降压12V转5V(BUCK电路)
BUCK电路的开关电源特点:η × 输入功率 = 输出功率 , η × 12V × Ix = 5V ×  Iy
η为转换效率 , 计算得出 Ix ≈ 50mA 。

图4:BUCK芯片效率总结:线性电源输入输出的压差大 , 要注意是否会导致芯片过热 , 加速芯片老化 , 埋下质量隐患 。 设计人员一定要严谨 , 做到精益求精 。
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