1. 输入电压。
最小的输入电压 VIN 必须大于 VOUT + VDO。需要注意,这与器件 Datasheet 中所给出的输入电压最小值无关。
2. 效率。
LDO的工作原理是通过负反馈调整输出电流使输出电压保持不变。LDO是一个降压型的DC/DC 转换器,因此Vin > Vout,它的工作效率:
η= Pout/Pin=(Iout×Vout)/(Iin×Vin)
η= (Iout×Vout)/((Iout+Ignd)×Vin)
LDO的工作效率一般在60~75%之间,静态电流小的效率会好一些。在忽略 LDO 静态电流的情况下,可以采用 VOUT / VIN 式子来计算效率。
3. 功耗。
Pd=(Vin-Vout)×Iout+Vin×Ignd
式中,Ignd:接地电流有时也记作Iq:静态电流。因为Ignd很小,所以一般估算为:
Pd=(Vin-Vout)xIout。
最大允许功耗(PDMAX)是最大环境温度(TA),最大允许结温(TJMAX)(+125°C) 和结点到空气间热阻(RθJA) 的函数。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,其(RθJA)约为250°C/Watt。
PDMAX=(TJMAX-TA)/RθJA
将计算出的Pd代入上式,可求出 TJ,然后将TJ与datasheet给出的最大允许节温相比较,如果TJ<TJMAX,则证明该调解器可用。
一般电源LDO允许的最大节温为125°C。所以,可以计算出PDMAX,满足PD<=PDMAX即可。
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热阻的计算:
RθJA = RθJC +RθCS + RθSA
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散热片到周围环境的热阻
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4. 输出电容器。
输出电容器的 ESR 对于器件的稳定性来说至关重要。有的 LDO 声明采用具有较高 ESR 的钽电容器,那么一定不要选用极低 ESR 的陶瓷电容器。然而有的 LDO 能够在未采用输出电容器或者只采用了低 ESR 的陶瓷类型的输出电容器,稳定性就可以保证。曾经看到有的资料据此认为,“可以确认,可在采用任何类型的输出电容器的情况下具有稳定的工作特性。”— 这点我一直不敢苟同,实在值得商榷。作为设计人员,应严格按照具体 LDO 器件的 Datasheet 选择最为合适类型的输出电容器。
5. 反向泄漏保护。
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。
6. RF、音频的应用。
如果负载端为 RF、音频或其他对噪声敏感的应用,那么应选择具有高电源纹波抑制(PSRR)的 LDO,以实现对输入电源的抗噪性,以及低输出噪声(〈50uVms)。有的 LDO 具有一个用来增加电容以降低输出噪声的旁路(BP)引脚,亦可起到一定作用。
LDO应用
LDO的应用电路十分简单方便,它工作时仅需要二个作输入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器。
Vin和Vout的输入和输出滤波电容器应当选用宽范围、低等效串联电阻(ESR)、低价陶瓷电容器,使LDO在零到满负荷的全部量程范围内具有良好的稳压效果。一些LDO有一个“Bypass”管脚,由它连接一个小的电容器,可以进一步降低噪音。
LDO的工作效率一般在60~75%之间,静态电流小的效率会好一些。
输入电压,压差电压(VD O)
线性稳压器件的压差电压常常被误解。正如上面讨论的,VI和VO之间的电压差是通过线性稳压器后的压降。对于固定的负载电流,线性稳压器的输入与输出的电压降越小功率散耗就越低。压差电压是LDO稳压器技术指标中定义的能够稳压工作时VI和VO之间最小的差值又称为VDO
Max Han:
总结得很好,感谢