LDO即(low dropout regulator),是一種低壓差線性穩(wěn)壓器。對于普通的線性穩(wěn)壓器,如AMS1117在使用時,輸入輸出壓降會達到1.5V左右,而低壓差線性穩(wěn)壓器輸入輸出壓降可以做到0.1V甚至更低(低負(fù)載情況下),本篇文章主要針對LDO的選型以及相關(guān)參數(shù)進行介紹,也歡迎大家在評論區(qū)探討交流。
LDO有很多封裝類型,目前常用的如SOT23-3、SOT23-5、SOT89-3以及更小封裝的如DFN2X2等,如下圖所示:
產(chǎn)品封裝圖
在選取LDO時,我們需要確定所選芯片的封裝,輸入輸出電壓范圍,帶載能力,工作效率,內(nèi)部結(jié)構(gòu),測試波形圖,靜態(tài)功耗以及推薦電路圖等,雖然現(xiàn)在很多芯片存在虛標(biāo),但是這些數(shù)據(jù)能給我們一些參考,具體參數(shù)還可以通過手冊具體的部分介紹,這里就不再一一贅述,本文主要針對幾個容易被忽視的點進行詳細介紹,具體如下:
1、帶載能力的確定。
最近發(fā)現(xiàn)很多新同事在選取LDO的帶載時,首先關(guān)注的就是手冊第一頁標(biāo)注的輸出電流,如下截圖輸出電流:300mA,自己的設(shè)備最大電流才150mA,認(rèn)為完全夠用了,卻不知這個參數(shù)是在常溫25°C,壓差1.2V情況下測試出來的,那么對于自己的設(shè)計真的就夠用了嗎?
輸出電流截圖
以某廠家LDO手冊為例,在絕對額定參數(shù)下我們可以找到封裝熱阻(QJA)、結(jié)溫(TJ)這兩個參數(shù),我們以常用的SOT23-5封裝為例,QJA=210 TJ=150°C(最大值),我們以工業(yè)級-40°C-85°C為例,可以算出在85°C時的PD=(TJ-85°C)/QJA=(150-85)/210=0.3W。
LDO最大額定參數(shù)表
然后根據(jù)我們實際使用的輸入輸出電壓算出壓差(如輸入6V,輸出3.3V),壓差為2.7V,算出在85°C時能通過的最大電流Imax=0.3W/2.7V=111mA,為了考慮穩(wěn)定性,需留百分之三十左右的余量。可以看出,假設(shè)輸入輸出壓差增大,帶載能力會進一步降低,LDO熱損耗也會大大增加,因此不建議在輸入輸出壓差較大的情況下使用LDO(除負(fù)載很小的情況)。
2、靜態(tài)電流IQ
目前市面上的LDO,靜態(tài)電流已經(jīng)可以做到1uA以下,但是我們需要在產(chǎn)品全工作范圍內(nèi)進行IQ測試,以防出現(xiàn)低電壓或高電壓情況下IQ突變的情況,對于低功耗產(chǎn)品,此點尤其重要,如下圖所示手冊標(biāo)注IQ為0.7uA。
IQ值截圖
那么這個值有沒有參考意義呢?在某種情況下是有的,這個參數(shù)只能說明在絕大部分的工作條件下它確實是這么多,這時我們需要往下翻找到芯片輸入電壓與IQ的曲線圖,本次使用的廠家還是很良心的將低壓IQ突變的曲線標(biāo)注了出來,有一部分廠家突變位置直接省略了,所以需要尤其注意。
低壓IQ突變圖
對于此款LDO,如果設(shè)備要求超低功耗,而電壓在4V以上是沒有問題的,假設(shè)輸入電壓很低(如3.7V鋰電池供電),選取此款LDO是存在風(fēng)險的,對于此參數(shù),建議在前期選型以后聯(lián)系廠家送樣實測,以防廠家虛標(biāo)。
3、啟動過沖與瞬態(tài)響應(yīng)
由于電源瞬態(tài)響應(yīng)時間的原因,可能造成輸出電壓過沖的可能性,如下圖所示,在負(fù)載突變時輸出電壓過沖,遠遠高于模塊能承受的最高電壓,這種情況很容易損壞模塊。如果選用的電源芯片出現(xiàn)過沖,在調(diào)試無法解決時最好舍棄,以防留下隱患。
瞬態(tài)響應(yīng)圖
4、PSRR(電源抑制比)
在對于電源紋波要求較高的場合,如LNA(低噪聲放大器)等使用場景,往往需要很低的噪聲,那么在選取LDO時我們需要關(guān)注PSRR參數(shù)。
PSRR參數(shù)表
5、浪涌以及熱插拔
我們可以采用反復(fù)插拔供電端子的方式進行浪涌測試或使用浪涌測試儀對電源進行測試,如下圖所示采用浪涌槍進行浪涌測試。在設(shè)計過程中,我們可以采用添加瞬態(tài)抑制二極管或者電容都可以起到浪涌防護的作用。
本文從五個方面和大家分享在LDO選取時需要注意的地方,歡迎大家留言討論!
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