如何選擇LDO LDO的關鍵指標及定義

2021-07-04 21:22:31 字數 2774 閱讀 2764

ldo

的輸入電壓範圍決定了最低的可用輸入電源電壓。指標可能提供寬的輸入電壓範圍,最小的輸入電壓

vin必須大於

vout+vdo

。需要注意,這與器件

datasheet

中所給出的輸入電壓最小值無關。

壓差指保持電壓穩定所需的輸入電壓和輸出電壓之間的最小差值。也就是說,

ldo能夠在輸入電壓降低時保持輸出負載電壓不變,直到輸入電壓接近輸出電壓加上壓差,在這個點輸出電壓將「失去

」穩定。壓差應盡可能小,以使功耗最小,效率最高。當輸出電壓降低到低於標稱值

100mv

的電壓時,通常被認為達到了這個壓差。負載電流和結點溫度會影響這個壓差。最大壓差值應在整個工作溫度範圍和負載電流條件下加以規定。

在忽略ldo

靜態電流的情況下,可以採用

vout/vin

式子來計算效率。

可以根據公式

pd = (vin - vout) * iout

計算。這裡

pd 與器件封裝型別、環境溫度(

ta)和器件最大結溫(

tjmax

)密切相關。如果功率耗散較高,同時又苛求較高的效率,那麼應優先考慮選擇降壓型

dc/dc

穩壓器。

在某些ldo

的輸出端上的電壓高於輸入端的電壓的特殊應用中,反向洩漏保護可以有效防止電流從

ldo的輸出端流向輸入端。如果忽視這點

,這種反向洩漏會損壞輸入電源,特別是當輸入電源為電池的時候,尤其需要重視。

靜態電流

iq就是輸入電流

iin和負載電流

iout

之間的差值,在規定的負載電流條件下測量。對於固定電壓穩壓器,

iq等於接地電流

ig。對於可調穩壓器,靜態電流等於接地電流減去來自外部分壓電阻網路中的電流。

關斷電流指裝置禁用時

ldo消耗的輸入電流,對便攜

ldo來說通常低於

1.0 µa

。這個指標對於便攜裝置關機時長待機期間的電池壽命來說很重要。

adi公司的

ldo具有很高的輸出電壓精度,在工廠製造時就被精確調整到

±1%之內(25℃

)。輸出電壓精度在工作溫度、輸入電壓和負載電流範圍條件下加以規定。誤差規定為

±x%最差情況。

啟動時間被定義為使能訊號的上公升沿到

vout

接近其標稱值的

90%時的時間。這個測試通常是接上

vin、使能引腳從斷開到接通的觸發條件下進行測量。備註:在使能引腳連線

vin的某些情況下,啟動時間可能會大幅增加,因為帶隙參考需要一定的穩定時間。在穩壓器需要頻繁關閉和啟動以節省功耗的便攜系統中,穩壓器的啟動時間是乙個重要的考慮因素。

限流閾值被定義為輸出電壓下降到給定典型值的

90%時的負載電流。例如,

3v輸出電壓的限流閾值被定義為造成輸出電壓下降到

3.0v

的90%

或2.7v

時的負載電流。

工作溫度範圍可以由環境溫度和結點溫度加以規定。由於

ldo會發熱,因此

ic的工作溫度總是超過環境溫度,比環境溫度高出多少取決於工作狀態和

pcb熱設計。資料手冊上規定有最大結點溫度(

tj),因為在最大結點溫度之上工作過長的時間會影響器件的可靠性

——統計學上稱為平均故障時間(

mttf

)。ldo

的內部帶隙電壓參考是雜訊源,通常用給定頻寬範圍內的毫伏有效值表示。例如,

adp121

在vout

為1.2v

時,在10khz

至100khz

的頻寬範圍內有

40µv rms

的輸出雜訊。在比較資料手冊指標時,給定的頻寬和工作條件是重要的考慮因素。

電源抑制比(

psr)用分貝表示,代表了

ldo在寬的頻範圍(

1khz

至100khz

)內對來自輸入電源的紋波的抑制能力。在

ldo中,

psr

可以用兩個頻段表徵。頻段

1從直流到控制環路的單位增益頻率,這時的

psr取決於穩壓器的開環增益。頻段

2在單位增益頻率之上,這時的

psr不受反饋環路的影響,

psr取決於輸出電壓以及從輸入到輸出引腳的任何洩漏路徑。選擇乙個適合的高值輸出電容通常會改善後個頻段的

psr

。為了獲得最佳的電

源抑制效能,

pcb版圖設計時必須考慮減小從輸入到輸出的洩漏,而且要有魯棒性的接地效能。

ldo的重要引數之一就是電源紋波抑制比psrr ( power supply rejection ratio ),影響輸出電壓或訊號的因素除了除了電路本身之外,還有電源的作用。psrr 是乙個用來描述輸出電壓或訊號受電源影響的量。psrr 越大輸出訊號受電源的影響越低。

可程式設計軟啟動有助於減小啟動時的浪湧電流和提供上電順序。對於啟動時要求浪湧電流受控的應用,有些

ldo(如

adp1740/adp1741

)提供了可程式設計的軟啟動(

ss)功能。為了實現軟啟動,在

ss和地引腳之間需要連線乙個小的陶瓷電容。

最小輸入和輸出電容應大於在各種工作條件

(尤其是工作電壓和溫度)下的規定值。在器件選型時必須考慮應用中的各種工作條件,確保滿足最小的電容規格。推薦使用

x7r和

x5r型電容。

y5v和

z5u電容不推薦在任何

ldo電路中使用。

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