LDO Layout unterschiede

[Markus M. (mmax)]

Hallo,

Ich habe hier den LDO "LP5907MFX-3.3/NOPB" [1] den ich schon einmal in 
einer Schaltung erfolgreich eingesetzt hatte und jetzt wieder verwenden 
wollte. Diesmal erwärmt er sich aber sehr schnell auf über 100°C und das 
ganz ohne Last. Beide mal soll von 5V auf 3.3V geregelt werden.

Die Beschaltung ist mit einem Ein- und einem Ausgangskondensator (1uF, 
X7R) denkbar einfach, doch offensichtlich hab ich diesmal die Vorschläge 
für das Layout nicht berücksichtigt.

Nun Meine Frage - Kann es sein dass das der alleinige Grund für die 
Erhitzung ist. Anders gefragt - Ist das Layout wirklich so kritisch?

Anbei meine beiden Layouts inkl. Wärmebilder

Zu erwähnen ist auch dass ich beim "guten" Layout vier Lagen verwende 
und eine davon GND ist.

Sorry. Das eine Layout habe ich doppelt hochgeladen.

Liebe Grüße,
Markus

[Nico (nico123)]

Bei einem Linearregler ist das Layout nicht so kritisch!

Bist Du sicher, dass Du in beiden Fällen den gleichen Strom ziehst?

[Wolfgang (Gast)]

Markus M. schrieb:
> Diesmal erwärmt er sich aber sehr schnell auf über 100°C und das
> ganz ohne Last.

Der darf ohne Last nicht warm werden.
Wie hast du den Regler beschaltet, speziell den En-Pin?

[Achim S. (Gast)]

Markus M. schrieb:
> und das
> ganz ohne Last.

Hast du mal nachgemessen, ob nicht irgendwo auf der Platine ein 
Kurzschluss zwischen 3,3V und Masse vorliegt?

[Nico (nico123)]

Mir fällt grad auf, dass sich beide Layouts unterscheiden!
Hast Du das schlechte Layout gespiegelt? Wenn nicht dann sieht dir mal 
die Pinbelegung des LDO an!

[Markus M. (mmax)]

Bei der vorhandenen Platine wurde zum Test nur ein IO-Expander betrieben 
und bei der Neuen (die nicht funktioniert) überhaupt keine Last ... also 
in beiden Fällen nicht viel.

Der Enable-Pin ist in beiden Layouts mit der Eingangsspannung (+5V) 
verbunden, also immer ein.

[Markus M. (mmax)]

Nico .. schrieb:
> Hast Du das schlechte Layout gespiegelt?

Ja, beim neuen Layout (blau) sitzt der LDO auf dem Bottom Layer

[Nico (nico123)]

Die Ausgangsspannung ist aber okay und liegt bei 3,3V?

[Markus M. (mmax)]

Nico .. schrieb:
> Die Ausgangsspannung ist aber okay und liegt bei 3,3V?

Ja, ich bekomme die 3,3V am Ausgang

[Nico (nico123)]

Hast Du die Ausgangsspannung auch mal mit einem Oszi kontrolliert? Nicht 
das der Regler schwingt, da beide Kondensatoren nicht grad optimal 
angeordnet sind!

[Markus M. (mmax)]

Nico .. schrieb:
> Hast Du das auch mal mit einem Oszi kontrolliert?

Nein, werde ich aber noch machen.

Ich denke aber dass so etwas der Grund sein muss. Im Datenblatt gibts 
gute Angaben zu den Caps (die ich diesmal leider ignoriert habe) mit 
denen ich auch noch experimentieren werde.

Auch das bevorzugte Layout wird erklärt aber ich kann mir kaum 
vorstellen dass das sooo einen großen Einfluss hat.

[Nico (nico123)]

Und Du bist dir sicher das da kein großer Strom aus den 3,3V fließt?

[Sven B. (scummos)]

Das liegt nicht am Layout, der Regler darf nicht heiß werden wenn keine 
Last dranhängt. Entweder da schwingt was oder du hast einen Kurzschluss 
gebaut.

[Olaf (Gast)]

> Auch das bevorzugte Layout wird erklärt aber ich kann mir kaum
> vorstellen dass das sooo einen großen Einfluss hat.

Manche LDOs verkraften keine Kondensatoren mit zu kleinem ESR. Wenn du 
da gerade an der Grenze bist dann macht vielleicht der Widerstand an 
einer etwas laengeren Leiterbahn den Unterschied aus.

Olaf

[P. S. (namnyef)]

Ich kann mir nicht vorstellen, dass das Layout hier das Problem ist. Das 
ist bei Linear-Reglern nicht so kritisch wie bei Schaltreglern.

Ist der Regler wirklich "ganz ohne Last"?

Vielleicht mal folgende Ideen:
- Pin 5 (Output) hochbiegen und schauen, ob er immer noch warm wird.
- Gibt es einen 3V3-Verbraucher der defekt und dadurch niederohmig ist? 
Das kann auch einach nur ein "gebrochener" Keramikkondensator sein.
- Mal den Regler auslöten und den Widerstand von 3V3 nach GND messen
- Ist das Problem nach einem Tausch des Reglers immer noch da?

[Markus M. (mmax)]

Hi,

Ich werde das nächste Woche weiter verfolgen und schrittweise debuggen. 
Nochmal den LDO separat auf einer leeren PCB aufbauen und alles 
kontrollieren.

Ich kann mir auch nicht vorstellen dass es nur am Layout liegt und das 
wurde mir hier ja mehrmals bestätigt.

Danke auf jeden Fall mal für eure Meinungen. Ich halte euch am 
Laufenden.

lG,
Markus

[Wolfgang (Gast)]

P. S. schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen, dass das Layout hier das Problem ist. Das
> ist bei Linear-Reglern nicht so kritisch wie bei Schaltreglern.

Linear-Reglern ≠ Linear-Reglern

LDOs sind diesbezüglich schon etwas empfindlicher.

[Teo D. (teoderix)]

Olaf schrieb:
> Manche LDOs verkraften keine Kondensatoren mit zu kleinem ESR.

Im DABLA steht 0,5-500mOhm. Min. 0,5µF über den gesamten
 Spannungs-Bereich (u. Temperatur).

1µF X7R. Da können schon mal 15% fehlen, bei 6,8V max. fehlen bei 3,3V 
bereits weitere 25%. Wenn sich das noch aufheizt geht noch mehr 
verloren.
Worst-Case rechnet man mit -60% der Kapazität.


PS: Durch den Lötvorgang gibts auch noch nette Effekte:
Beitrag "Kondensator verändert Kapazität nach dem Nachlöten"

[Wolfgang (Gast)]

Teo D. schrieb:
> PS: Durch den Lötvorgang gibts auch noch nette Effekte:
> Beitrag "Kondensator verändert Kapazität nach dem Nachlöten"

Wer die Kapazität eines Kondensators im eingelöteten Zustand in der 
Schaltung misst, sollte sich besser über gar nichts wundern.

[Teo D. (teoderix)]

Wolfgang schrieb:
> Wer die Kapazität eines Kondensators im eingelöteten Zustand in der
> Schaltung misst, sollte sich besser über gar nichts wundern.

Wer kann, der kann. Kann halt nur nich Jeder.

[Markus M. (mmax)]

Ich habe jetzt mal nur die drei Bauteile mit dem 3.3V LDO bestückt und 
da funktioniert alles soweit - ohne hohe Verlustleistung wie zuvor.

Also gehe ich mal davon aus dass ich letztens doch irgendwie eine Last 
auf den 3.3V hatte und es deshalb zu dem hohen Strom bzw. Erwärmung kam.

Das Layout ist es aber definitiv nicht!

Danke,
Markus

[Günter (Gast)]

Markus M. schrieb:
> Also gehe ich mal davon aus dass ich letztens doch irgendwie eine Last
> auf den 3.3V hatte und es deshalb zu dem hohen Strom bzw. Erwärmung kam.
>
> Das Layout ist es aber definitiv nicht!

Löte doch den LDO aus der auffälligen Schaltung raus und hänge ein 
Labornetzteil mit Strombegrenzung und -messung dran (oder Multimeter).