LDO地全参数及使用注意事项
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LDO需要关注的重要指标以下内容来自:ADI智库LDO 有哪些关键指标,其定义是什么?输入电压范围:LDO 的输入电压范围决定了最低的可用输入电源电压。
指标可能提供宽的输入电压范围,但最低输入电压必须超过压降加上想要的输出电压值。
例如, 150mV 的压降对于稳定的 2.8V 输出来说意味着输入电压必须大于2.95V。
如果输入电压低于2.95V,输出电压将低于2.8V。
接地(静态)电流:静态电流 lq 就是输入电流 IIN 和负载电流 IOUT 之间的差值,在规定的负载电流条件下测量。
对于固定电压稳压器,lq 等于接地电流lg。
对于可调稳压器,如ADP171,静态电流等于接地电流减去来自外部分压电阻网络中的电流。
关断电流:这是指设备禁用时 LDO 消耗的输入电流,对便携 LDO 来说通常低于1.0 µA。
这个指标对于便携设备关机时长待机期间的电池寿命来说很重要。
输出电压精度:ADI 公司的 LDO 具有很高的输出电压精度,在工厂制造时就被精确调整到±1%之内(25°C)。
输出电压精度在工作温度、输入电压和负载电流范围条件下加以规定。
误差规定为±x%最差情况。
线路调整率:线路调整率是指输出电压随输入电压变化而发生的变化率。
为了避免由于芯片温度变化引起的误差,线路调整率的测量通常在低功耗状态或使用脉冲技术进行。
动态负载调整率:只要负载电流缓慢变化,大多数 LDO 都能轻松地保持输出电压接近恒定不变。
然而,当负载电流快速改变时,输出电压也将发生改变。
当负载电流发生变化时输出电压会改变多少就决定了负载瞬态性能。
压差:压差指保持电压稳定所需的输入电压和输出电压之间的最小差值。
也就是说, LDO 能够在输入电压降低时保持输出负载电压不变,直到输入电压接近输出电压加上压差,在这个点输出电压将“失去”稳定。
压差应尽可能小,以使功耗最小,效率最高。
当输出电压降低到低于标称值100mV 的电压时,通常被认为达到了这个压差。
LDO一.LDO的基本介绍LDO是low dropout regulator, 意为低压差线性稳压器, 是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器, 如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上, 否则就不能正常工作。
但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。
针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO是一种线性稳压器。
线性稳压器运用在其线性区域内运行的晶体管或FET, 从应用的输入电压中减去超额的电压, 产生经过调整的输出电压。
所谓压降电压, 是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压及输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常运用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。
这种晶体管允许饱和, 所以稳压器可以有一个特别低的压降电压, 通常为200mV左右;及之相比, 运用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。
负输出LDO 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。
更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。
运用功率MOS, 通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。
假如负载较小, 这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换), 只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器, 包括LDO。
但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思, 这有一段说明: 低压降(LDO)线性稳压器的成本低, 噪音低, 静态电流小, 这些是它的突出优点。
它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。
新的LDO 线性稳压器可达到以下指标: 输出噪声30μV, PSRR为60dB, 静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA), 电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。
ldo稳压芯片手册LDO(Low Dropout Regulator)稳压芯片是一种常见的电源管理芯片,用于提供稳定的直流电压。
以下是对LDO稳压芯片的手册介绍:一、概述LDO稳压芯片是一种低压差线性稳压器,能够在输入电压和输出电压之间产生较低的电压差,同时提供稳定的输出电压。
与开关电源相比,LDO稳压芯片具有较低的噪声和较小的纹波,因此广泛应用于各种电子设备中,如手机、平板电脑、充电器等。
二、工作原理LDO稳压芯片的工作原理是通过调整内部晶体管的导通电阻来控制输出电压。
当输入电压发生变化时,内部晶体管的导通电阻也会相应调整,从而保持输出电压的稳定。
同时,LDO稳压芯片还具有过流保护、过温保护等保护功能,以确保芯片的安全运行。
三、性能参数1.输入电压范围:LDO稳压芯片的输入电压范围通常在2-10V之间,具体范围取决于不同型号的芯片。
2.输出电压:输出电压是LDO稳压芯片的主要参数之一,可以根据不同的应用需求进行选择,常见的输出电压有1.8V、3.3V、5V等。
3.负载电流:负载电流是指LDO稳压芯片能够提供的最大输出电流,通常在几十毫安到几安培之间。
4.电压差:电压差是指LDO稳压芯片的输入电压与输出电压之间的差值,通常在0.2-1V之间。
5.噪声和纹波:LDO稳压芯片的噪声和纹波较低,可以提供较为稳定的输出电压。
四、应用场景1.手机、平板电脑等移动设备:在这些设备中,LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压,以确保设备的正常运行。
2.充电器:充电器中的LDO稳压芯片用于将输入的交流电压转换为稳定的直流电压,以供电池充电使用。
3.音频设备:在音频设备中,LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压,以确保音频信号的稳定传输。
4.工业控制:在工业控制系统中,LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压,以确保控制系统的正常运行。
总之,LDO稳压芯片是一种重要的电源管理芯片,具有广泛的应用前景。
在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的型号和参数,以确保系统的稳定性和可靠性。
LDO的正确选用LDO,是Low Dropout Regulator的缩写,即:低压差稳压器,是以其输入、输出压差低为特点,针对常规三端稳压器而言的。
输入输出压差只有常见的三端稳压器的一半,甚至更小,这是由其结构的不同而带来的优点。
其结构及性能比较见表1。
表1 三端稳压器与LDO、ULDO的结构差别及性能比较表V DROP =2 V BE + V CEV = V + V(1.7V ~ 2.5V)1、LDO的分类以BCD的产品为例,按照LDO的Vdrop来分:1V≤Vdrop≤1.5V,Bi-Polar LDO:双极性工艺的LDO,以AZ1117为代表;0.1V≤Vdrop≤0.5V,ULDO:Ultra-LDO ,极低压差LDO;其中,ULDO中,由于工艺的不同而又有两类:CMOS ULDO:CMOS工艺的LDO,以AP2117和AP2121为代表;Bi-Polar ULDO:双极性工艺的LDO,以AP2202/AZ39151为代表。
2、LDO的结构和原理(1)、LDO的结构:LDO实际上是一个微型的片上系统,其由流经大电流的调整管(NPN或PNP或PMOS)、电流取样电阻、分压电阻、过流保护、过温保护、精密基准电压源、差分放大器等专用电路集成在一个芯片上而成的。
如图1、图2,图3。
图1 BiPolar(双极性)工艺的LDO,输出为达林顿管图2 COMS工艺的ULDO,输出为MOSFET结构图3 Bi-Polar工艺ULDO,输出结构为PNP管结构(2)、LDO的工作原理:由于LDO的输出部分有电流取样电阻及分压电阻,当负载变化时,其误差放大器检测到负载电压的变化,再与内部的精密基准电压源比较,通过负反馈环路调整输出电流使其输出电压保持不变。
3、LDO的应用范围LDO的应用面非常广,只要设计的电路对其电源有如下要求,均能够选用LDO:(1)、体积小、重量轻、电池供电的手持类设备,如:PDA、便携式DVD;(2)、电路要求电源有较高的噪音及纹波抑制能力,如:对讲机、无绳电话;(3)、单一电压输入,多种电压输出的电路,如:DVD、电脑主板;(4)、不允许使用电感的电路,如手机、蓝牙耳机;(5)、体积小、空间不足,要求电源自身功耗小的场合,如:DVB、网卡;(6)、要求电路结构简单,成本低。
LDO 基本原理、参数及典型应用一.LDO 的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1 和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref 相比较,两者的差值经放大器A 放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。
当输出电压Uout 降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。
相反,若输出电压Uout 超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。
供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET”>MOSFET。
二.低压差线性稳压器的主要参数
1.输出电压(Output Voltage)
输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数,也是电子设备设计者选用稳。
LDO的主要参数LDO电路是电源管理集成电路的一个重要分支,他具有结构简单,速度快,噪声小,容易集成等优点,本论文简单总结了LDO 电路的参数,并配以图表。
标签:LDO;负载调整率;线性调整率0 引言LDO电路是电源管理集成电路的一个重要分支,他具有结构简单,速度快,噪声小,容易集成等优点,LDO电路被广泛用于片内电源管理方案;不管何种类型的LDO都必须满足精度、功率、负载调整率、线性调整率、温度漂移、纹波抑制性能等要求。
文章简单总结了LDO电路的参数,并配以图表。
1 输出电压(Output V oltage)输出电压是稳压器设计时首先应考虑的参数,也是低压差线性稳压器最重要的参数。
低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
固定输出电压稳压器使用比较方便,而且由于输出电压是经过厂家精密调整的,所以稳压器精度很高。
但是其设定的输出电压数值均为常用电压值,不可能满足所有的应用要求。
固定输出电压稳压器的缺点是外接元件数值的变化将影响稳定精度,有最大负载限制。
2 最大输出电流(Maximum Output Current)用电设备的功率不同,要求稳压器输出的最大电流也不相同。
功率开关的安全工作区和稳压器在负载范围内的稳定性决定了最大输出电流。
3 输入输出电压差(Dropout V oltage)输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。
在保证输出电压稳定的条件下,该电压压差越低,线性稳压器的性能就越好。
图1表示了线性稳压器的三种工作区域:线性区(Regulation Region)、压差区(Dropout Region)和截止区(Off Region)。
当电路正常工作时,也就是说当它能够以有限非零的环路增益对输出进行稳压时,稳压器就工作在线性区。
当输入电压减小到一定值时,环路中的某个晶体管会进入线性区,此时稳压器仍然可以对输出进行稳压,只不过环路增益要小,因此会带来一些增益误差。
当Uin进一步降低时,环路增益也会进一步降低,直至为零,此时电路达到它驱动能力的极限。
LDO的选用原则及技术参数及在开关电源中的作用1. 输入输出电压差输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。
在保证输出电压稳定的前提下,该电压差越低,线性稳压器的性能越好。
比如,5.0V的低压差线性稳压器,只要输入5.5V,就能使输出电压稳定在5.0V。
2. 最大输出电流用电设备的功率不同,要求稳压器输出的最大电流也不相同。
通常,输出电流越大的稳压器成本越高。
为了降低成本,在多只稳压器组成的供电系统中,应根据各部分所需要的电流值选择适当的稳压器。
3. 负载调整率负载调整率是众多电源设备一个非常重要的参数,它反映了电源抑制负载干扰的能力,负载调整率越低,输出负载对输出电压的影响越小,LDO的品质就越好。
4. 接地电流接地电流I GND是指串联调整管输出电流为零时,输入电源提供的稳压器工作电流。
该电流有时也称为静态电流,但是采用PNP晶体管作串联调整元件时,这种习惯叫法是不正确的。
通常较理想的低压差线性稳压器的接地电流很小。
图2:LDO应用于开关电源原理。
5. 输出电容器典型LDO需要增加外部输入和输出电容器。
利用较低ESR的大电容器一般可以全面提高电源抑制比(PSRR)、噪声以及瞬态性能。
陶瓷电容器通常是首选,因为它们价格低而且故障模式是断路,相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。
输出电容器的等效串联电阻(ESR)会影响其稳定性,陶瓷电容器具有较低的ESR,大概为10 mΩ量级,而钽电容器ESR在100 mΩ量级。
另外,许多钽电容器的ESR随温度变化很大,会对LDO性能产生不利影响。
电容的具体应用需要咨询LDO厂商以确保正确实施。
6. 封装选择LDO产品时应考虑LDO的散热,负载大的LDO应尽可能选择大封装,这样有利于LDO性能稳定。
LDO应用于开关电源设计遵循以上原则,本文选择哈尔滨圣邦微电子有限公司生产的SG2002和SG2012系列LDO。
应用LDO于开关电源的电路如图2所示,图中虚线部分是开关电源通常采用的电路,它可以给LDO提供+6V/1.5A的输出电压/电流。
LDO常见的参数与其参考意义摘要:对于低压差线性稳压器(LDO),你是否还是简单地根据输入输出电压和电流来选型?你有没有考虑过其他参数存在的意义?如果没有,那就来了解一下LDO常见的几个重要参数和在实际应用中的参考意义吧。
一、LDO的几个重要参数低压差线性稳压器(LDO)它的终极使命就是为后级电路提供稳定的电压电流。
在选择LDO时,除了选择合适的工作电压和带载电流,通常还需要结合当前输入端的供电环境,输出端的负载要求,结合LDO的几个常见参数选择最适合的LDO。
下面是LDO常见的几个重要参数。
1.压差LDO的输入电压和输出电压的差值就是LDO的压差。
在一定的负载电流下,LDO以最小的输入电压维持正常的输出电压,此时输入电压与输出电压的差称为最小压差。
LDO 在不同的负载电流下有着不同的最小压差。
为了保证输出电压的稳定,在实际应用中需要根据负载电流的大小来判断保证正常的输出电压所需的最小压差。
LDO的压差决定了它的工作电压范围,低压差的LDO则可以接受更低的工作电压,应用在输入电压更低的场合,并且降低了耗散功率,提高了效率。
图1是某LDO压差特性曲线,该LDO标称输出电压为2.8V,从图中可以看出,输出电流为500mA时,输入电压至少要为3.2V以上才能维持正常的2.8V电压输出。
图1 压差特性曲线2.地电流地电流是LDO正常工作时地引脚流过的电流,是LDO工作时自身消耗的电流,也等于输入电流与负载电流的差,当输出电流为0时,该电流又称静态电流。
通常地电流小的LDO的其他参数性能相对比较差,反之亦然。
一般在电池供电场合,地电流小的LDO,能够提高设备的续航时间和供电效率。
通常地电流与输入电压、温度和负载电流等有关。
图2是某LDO地引脚电流与输入电压的关系曲线,通常来说地电流会随着输入电压的增大而增大。
图2 地电流特性曲线3.负载调整率通常在一定输入电压下,随着负载电流的变化,LDO的输出电压也会有一定的变化。
LDO原理以及参数介绍LDO(Low Drop-Out)电压调节器是一种常见的电源管理器件,用于将高电压转换为较低稳定的电压。
其工作原理基于负反馈调节电路,通过反馈控制电路的输出电压,以实现对输入电压的稳定调节。
LDO电压调节器主要由三个关键部分组成:参考电压源、错误放大器和功率驱动器。
1.参考电压源:参考电压源是一个稳定的电压源,它提供一个基准电压用于与输出电压进行比较。
常见的参考电压源使用电流源和电阻分压网络。
2.错误放大器:错误放大器是一个比较器,其将输出电压与参考电压进行比较,并产生一个错误信号。
当输出电压低于参考电压时,错误放大器输出一个高电平信号,反之输出一个低电平信号。
3.功率驱动器:功率驱动器是一个输出级别的放大器,它根据错误放大器的输出来调整输出电压。
当输出电压低于参考电压时,功率驱动器提供更多的能量来提高输出电压,当输出电压高于参考电压时,功率驱动器减少输出电流以降低输出电压。
LDO参数介绍:1.输出电压(Vo):输出电压是LDO电压调节器能提供的稳定输出电压。
2.输入电压(Vi):输入电压是供给LDO电压调节器的电压。
输入电压需要高于输出电压,以确保LDO电压调节器正常工作。
3.输出电流(Io):输出电流是LDO电压调节器能持续提供的最大电流。
超过这个电流将导致输出电压下降或者整个电路失效。
4.线性调整率:线性调整率是指当输入电压或输出电流发生变化时,LDO电压调节器的输出电压如何响应。
高线性调整率表示LDO电压调节器能更好地适应变化。
5.输出噪声:输出噪声是指LDO电压调节器输出电压中的杂散噪声。
输出噪声过大会对其他电路产生干扰。
6.负载调整率:负载调整率是指当负载电流发生变化时,LDO电压调节器输出电压的变化程度。
低负载调整率意味着LDO电压调节器能更好地适应负载变化。
7.失效电流:失效电流是指在LDO电压调节器不工作时,其自身运行需要的电流。
较低的失效电流意味着会降低整体功耗。
LDO的选用原则及技术参数及在开关电源中的作用LDO(Low Dropout Regulator)是一种线性稳压器,主要用于在开关电源中提供稳定的低压输出。
LDO的选用原则和技术参数以及在开关电源中的作用如下:一、LDO的选用原则:1.电压稳定性:LDO的输出电压需要保持稳定,不会因输入电压变化或负载变化而产生较大的波动。
2.负载能力:LDO需要具备足够的负载能力,能够在一定范围内承受变化的负载而不引起输出电压波动。
3.降压效率:LDO的降压效率是指输出电压与输入电压之间的差值,效率越高,能量损耗越小。
4.噪声控制:LDO需要具备良好的抑制噪声的能力,以避免对其他电路产生干扰。
5.短路保护和过热保护:LDO需要具备短路保护和过热保护功能,以保护自身和其他器件的安全。
6.封装形式:根据应用环境的要求选择适合的LDO封装形式,例如SOT-23、TO-220等。
二、LDO的技术参数:1.输入电压范围(VIN):LDO的输入电压范围是指能够正常工作的输入电压范围。
2.输出电压(VOUT):LDO输出的稳定电压值,根据应用需求选择合适的输出电压。
3.输出电流(IOUT):LDO能够提供的最大输出电流,需要根据负载要求选择合适的输出电流。
4.静态电流(IQ):当无负载情况下,LDO自身的工作电流。
5.降压效率(η):输出功率与输入功率之比,通常以百分比表示。
6.抑制噪声(PSRR):对输入电压的变化或者噪声对输出电压的抑制能力。
7.脉冲响应:LDO对负载变化的快速响应能力。
8.温度范围:LDO能够正常工作的温度范围。
三、LDO在开关电源中的作用:1.滤波器作用:LDO可以在开关电源输出端提供稳定的滤波电压,用于滤除开关电源产生的高频噪声。
2.稳压作用:LDO可以将开关电源的输出电压稳定在设定的目标电压,保证电路其他部分的正常工作。
3.噪声抑制:LDO能够抑制由开关电源产生的噪声,以减少对系统中其他器件的干扰。
一、LDO电压相关参数。
1,输入电压Vin(Input Voltage)。
不要超出输入电压上限使用。
关于输入电压的上限通常有两个,一个是工作电压的额定值,超过了工作状态就会不稳定,性能难以保证;另一个是绝对最大上限,超过了会对器件造成永久性的不可恢复性损害,甚至烧毁。
低于输入电压下限可能会导致工作状态不稳定,甚至无法工作。
当输入电压下降到一定程度时输出电压将不再维持在一个恒定的电压。
该点发生在输入电压不断接近输出电压时。
此时误差放大器会进入完全导通状态,使环路的增益变为零,对负载的稳压能力会变得很差,电源抑制比也大幅度降低。
如果输入电压过小,即U in<U OUT+△U 时,LDO将失去稳压功能,输出电压会随输入电压而改变,此时U OUT就等于输入电压减去调整管导通电阻(R ON)与负载电流的乘积,即U OUT=U in-R ON*I O。
使用LDO设计电路时,输入电压满足必须U in≥U OUT + △U。
需要注意输入电压可能降低时的性能变化,要预留足够余量。
2,输出电压Vout(Output Voltage)。
LDO的输出电压有固定型和可调型两种。
固定型的输出电压在IC部锁定,无法更改。
可调型的,可以通过ADJ管脚(adjust )结合外部的分压电阻来调节输出电压。
固定输出电压稳压器使用比较方便,而且由于输出电压是经过厂家精密调整的,所以稳压器精度很高,但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。
5,输出电压精度(Output Voltage Accuracy)。
很多因素都会对LDO输出有影响。
对LDO输出电压变化影响最大的是温度,因为参考电压和误差放大器对温度的变化比较敏感。
其次是电阻的精度。
而线性调整率、负载调整率、增益误差对精度的影响只有1%到3%.4,压差Vdif(Dropout Voltage)。
压差=Uin-Uout,它被定义为输入电压与输出电压之间的差。
带不同负载时有不同的Drop电压。
在LDO的参数表中可以有多个甚至多组压差数据,例如在轻载、中等负载、满载条件下压差的最小值、典型值和最大值。
其中,典型值仅供设计时参考,最具有实际意义的应是满载条件下压差的最大值,该参数值是在最不利的情况下测得的。
设计时应以此为依据,以便留出足够的余量,确保LDO在最坏的情况下也能正常工作。
另外,压差还会随输出电流的增加而增大,随温度升高而增加。
为可靠起见,可按留够20~30%的压差余量来选型。
在LDO中,产生压差的主要原因是在调整元件中有一个P沟道的MOS管。
当LDO工作时MOS管道通等效为一个电阻,Rds(on)。
二、LDO电流相关参数。
1,最大输出电流Imax(Maximum Output Current)。
LDO类似于一个恒压源,在输出电压不变的情况下,根据负载情况来调整电流大小。
LDO 必须能在最不利的工作条件下给负载提供足够的电流。
要注意所选择LDO负载电流的瞬态特性,以用于那些更高的瞬时峰值电流场合,需有足够余量。
用电设备的功率不同,要求稳压器输出的最大电流也不相同。
通常,输出电流越大的稳压器成本越高。
2,静态电流。
静态电流等于输出电流与输入电流的差,Iq= Iin-Iout。
静态电流主要由参考电压消耗电流、采样电阻消耗电流、误差放大器消耗电流和驱动晶体管基级的电流几部分组成。
即使无负载时,静态电流也是存在的。
对于双极型晶体管,是电流驱动器件,静态电流I Q不但随负载电流变化,而且在Vin降低时也会有所增加。
对于MOS管,因为MOS管是电压驱动器件,静态电流几乎不随负载的变化而变化。
静态电流也就是地引脚的电流(Ground Pin Current),但是不多,一般为uA级别。
做低功耗产品的时候要注意下。
一般情况下可忽略,可直接按照输入电流等于输出电流来粗略的计算。
需要留意在规格书中对I Q是如何规定的,要了解测试条件。
在轻载电流时,系统效率是Iq 对系统性能产生的影响之一。
基本来说,具有低Iq 的LDO只在轻载时效率较高。
这是因为负载电流增加时,Iq 只占Iin 总电流的很小一部分。
具有较高Iq 的LDO 可以大大提高系统的线路和负载阶跃响应性能。
由于Iq 被LDO 用来实现稳压工作,Iq 较高的LDO 对负载需求或线路电压的突变可作出更快的响应。
3,关断电流(Shutdown Supply Current),关断电流是指带有使能信号的LDO来说的,当使能关闭的时候LDO消耗的静态电流。
这种使能关闭状态下的静态电流会更小,因为使能关闭时,参考电压和误差放大器处于不供电的状态。
4,短路电流限制I lim(Current Limit)。
短路限流保护是在过载后保持恒流I lim输出,输出电压降低。
随着芯片温度进一步升高,还会到达过温保护从而芯片关断。
芯片设置保护就是不让芯片烧掉。
5. 反向泄漏保护。
通常在有些LDO晶体管的Vin引脚和Vout引脚之间会有一个寄生二极管效应,当Vout 高于Vin时寄生二极管会正向导通,结果电流就从VOUT引脚流向了VDD引脚,造成了反向泄露。
有的LDO集成了反向输入保护功能,在某些LDO的输出端上的电压高于输入端的电压的特殊应用中,反向泄漏保护可以有效防止电流从LDO的输出端流向输入端。
如果忽视这点,这种反向泄漏会损坏输入电源,特别是当输入电源为电池的时候,尤其需要重视。
三、发热相关参数。
1,效率。
LDO是降压型的DC转换器,因此Vin>Vout,它的工作效率计算公式:η= Pout/Pin=(Iout*Vout)/(Iin*Vin) ,其中Iin =Iout+Ignd,在忽略LDO 静态电流(Ignd)的情况下,LDO的工作效率可以简单采用Vout / Vin来计算。
在同样条件下,静态电流小的效率会好一些。
2,热耗散功率PD(Power Dissipation)为了保证节点温度不至于过高,LDO的功耗必须限定在一定的围之。
有必要计算最大允许功耗PD MAX和实际功耗PD,显然PD必须小于等于PD MAX。
实际热耗散功率的计算公式为:PD=(Vin-Vout)*Iout+Vin*Ignd,式中,Ignd为接地电流,有时也记作静态电流Iq。
由于一般Ignd很小,所以热耗散功率常估算为:PD=(Vin-Vout)*Iout。
另外说明下,器件的耗散功率与功耗(功率)是两个不同的概念,总的功率包含耗散功率。
Power dissipation只是芯片自己的热耗散功率,Power consumption是总的功率。
以LDO来举例,输入5V转换3.3V输出,输出1A电流,那么Power consumption是5V*1A=5W,LDO本身的Power dissipation是(5V-3.3V)*1A=1.7W。
3,温升。
温度过高会影响LDO性能,有增加PCB散热板的LDO热性能有明显改善,这点在LDO 规格书中的一些与温度有关的指标温度图表中可以直观的了解。
LDO温度计算公式:IC温度=环境温度+IC温升=环境温度+热阻*耗散功率。
热阻的组成:RθJA= RθJC + RθCS + RθSA.单位为“°C/Watt”.其中:RθJA为LDO结到周围环境的热阻,RθJC为LDO结到表面(封装)的热阻,RθCS为LDO表面(封装)到散热片的热阻,RθSA为LDO散热片到周围环境(空气)的热阻。
对于安装在典型双层FR4 电解铜镀层PCB板上的5引脚SOT-23A.封装器件,RθJA约为250°C/Watt。
最大允许热耗散功率(PD MAX) 是最大环境温度(T A)、最大允许结温(T JMAX) 和结点到空气间热阻(RθJA) 的函数,计算最大热耗散功率的公式为PD MAX=( T JMAX-T A)/RθJA,一般电源LDO允许的最大节温为T JMAX =125°C。
做温升预算有两种方法。
一是计算热耗散功率余量,根据PD MAX=( T JMAX-T A)/RθJA计算出PD MAX,再根据PD=(Vin-Vout)*Iout计算出实际使用时的PD,如果满足PD<PD MAX并有一定余量即可。
第二种方法是计算温升余量,将根据PD=(Vin-Vout)*Iout计算出的实际PD代入PD MAX=( T JMAX-T A)/RθJA这个公式中,可求出实际的结温T J,然后将T J与器件规格书中给出的最大允许结温T JMAX相比较,如果T J< T JMAX并有一定余量,则证明该器件可用。
下图是TI几个LDO的功耗在不同的输入输出压差(Vin-Vout)的情况下,不同输出电流(Iout)与所产生热量(热耗散功率PD)的关系曲线。
4,热关断温度(Thermal Shutdown)如果器件的结温超过热关断温度,则会激活器件的部过热保护电路。
该保护电路会禁用输出,以防止过热损坏。
当器件的结温降至一定温度左右时,热保护电路被禁用,并再次重新启用输出电路。
如果不降低环境温度和或耗散功率,则器件可能会因过热保护电路而导致振荡。
四、稳压性能。
1,线性调整率ΔV LNR(Line Regulation)线性调整率等于输出电压波动量与输入电压波动量的比值,表示输入电压每波动1V时,输出电压会有xx%V的相应波动?,以百分数表示。
反映当输出电流一定时,输出电压在输入电压变动时的稳定性。
LDO的线性调整率越小,说明输出电压受输入电压波动的影响越小,LDO的性能越好。
增加LDO的环路增益和管子尺寸,有助于改善线性调整率。
2,线性瞬态响应Line Transient Response线性瞬态响应,也是反映输出受输入变化影响的参数,只不过是从响应变化和恢复稳定电压的时间方面来描述的,而线性调整率是从波动幅度方面来描述的。
另外,线性调整率是静态参数,线性瞬态响应是动态参数。
3,负载调整率ΔV LDR(Load Regulation)负载调整率等于输出电压波动量与输出电流波动量的比值?,表示输出电流每波动1A时,输出电压会有xx%V的相应波动?,以百分数表示。
反映当输入电压一定时,输出电压在输出负载电流变动时的稳定性。
LDO的负载调整率越小,说明LDO抑制负载干扰的能力越强,LDO性能越好。
增加LDO 的环路增益和管子尺寸,有助于改善负载调整率。
4,负载瞬态响应(Load Transient Response)瞬态响应被定义为在输出阶跃电流条件下,输出电压的最大允许变化量。
负载瞬态响应,与负载调整率指标接近,也是反映输出随负载变化的参数,只不过是从响应变化和恢复稳定电压的时间方面来描述的。
另外,负载调整率是静态参数,负载瞬态响应是动态参数。
在设计LDO时,想要对负载更快速的响应,需要牺牲其他指标性能。
改善负载瞬态响应,需要对环路稳定性和输出电压精度进行折中,或者需要增加静态电流。