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設計LDO需要考慮的7大因素

電子工程師 ? 來源:CSDN技術社區 ? 作者:KeFan2615 ? 2021-03-04 05:23 ? 次閱讀

傳統的穩壓器顯然是不適合市場,因為對于一些特定的應用,輸入和輸出的壓差過低就無法使用,這時 LDO類的電源轉換芯片才誕生了,幫助我們很好的解決了這個問題。不過在此提醒大家在設計LDO時主要應考慮以下問題。

1、壓差(Uin-Uout)

壓差是LDO的重要參數,它表示輸入與輸出之間的電位差,LDO的壓差越小越好。但是當輸入電壓不能滿足“最小壓差”的要求時,LDO就無法正常工作。此時誤差放大器會進入完全導通狀態,使環路的增益變為零,對負載的穩壓能力會變得很差,電源抑制比也大幅度降低。

需要注意以下幾點:

第一:在LDO的參數表中可以有多個甚至多組壓差數據,例如在輕載、中等負載、滿載條件下壓差的最小值、典型值和最大值。其中,典型值僅供設計時參考。最具有實際意義的應是滿載條件下壓差的最大值,該參數值是在最不利的情況下測得的。設計時應以此為依據,以便留出足夠的余量,確保LDO在最壞的情況下也能正常工作。

第二:為可靠起見,有時可按Uin=Uout+△U+lV的關系式來選擇最低輸入電壓值。功率按1.5倍以上選擇有點浪費(但加上20%-30%的余量一點不為過)。一般LDO的自損功耗為Pd_max=(Uin-Uout)*Iout。

第三:輸入一輸出壓差并非固定值,它隨輸出電流的增加而增大,隨溫度升高而增加。

2、最大輸出電流

最大輸出電流是LDO的一個基本參數。通常,輸出電流越大,LDO的價格越高。LDO必須能在最不利的工作條件下給負載提供足夠的電流。

3、輸入電壓

要求輸入電壓必須大于額定輸出電壓與輸入一輸出壓差之和,即Uin》Uout+△U。否則LDO將失去穩壓功能,輸出電壓會隨輸入電壓而改變,此時Uout就等于輸入電壓減去調整管導通電阻(RON)與負載電流的乘積,即Uout=Uin-RONI0。

4、輸出電壓

固定輸出式LDO的外圍電路簡單,使用方便,并且能節省外部取樣電阻分壓器的成本和空間。其輸出電壓值在出廠時已趨于一致(僅限于通用電壓),輸出電壓精度一般為±5%,這對于大多數應用已經足夠了。新型LDO采用激光修正技術,精度指標可達±1%~±2%。特別需要注意產品說明書所給出精度指標的適用條件,例如是在室溫下還是在整個工作溫度范圍內,是滿載條件下還是在中等負載或空載條件下。 可調輸出式LDO允許在規定范圍內連續調節輸出電壓。若將輸出端與反饋端相連,使輸出電壓等于內部基準電壓,則最低輸出電壓一般為1.2V左右。

5、輸入電源類型

輸入電源有兩種類型,一種是直流電源,另一種是交流電源。采用交流電時,首先要經過電源變壓器和整流濾波器變成脈動直流電,然后給LDO提供輸入電壓,此時LDO的壓差已不再是關鍵指標,因為通過增加電源變壓器二次繞組的匝數,很容易提高LDO的輸入電壓,滿足LDO對壓差的需要。

6、靜態電流

靜態電流是指在空載條件下或關斷輸出時,LDO內部流向地的總電流。靜態電流越小,穩壓器的功耗越低,在某些應用中,經常選擇待機模式將輸出關斷,此時電池的使用壽命就取決于靜態電流的大小。最近推出的新型LDO,靜態電流可低至75~150μA,并且比普通LDO的穩壓特性更好。需要強調的是LDO的靜態電流不是一個固定值,它隨負載電流的增大而增加。但VLDO的靜態電流可近似認為是恒定值。

7、LDO的附加功能

(1)通/斷控制功能允許用機械開關、門電路或單片機來關斷LDO的輸出,使之進入低功耗的待機模式(亦稱備用模式)。

(2)輸入電壓反極性保護功能用來防止當輸入電壓極性接反時損壞LDO。

(3)故障標記輸出功能,當輸出電壓(或輸入電壓)低于規定閾值電壓時,LDO能輸出故障標記信號微處理器在接收到此信號后,可及時完成數據存儲等項工作。

(4)瞬變電壓保護功能,將LDO用于汽車電子設備時,需要對負載的瞬態變化(如突然卸載)進行保護。一旦輸出端出現瞬變電壓,立即將輸出關斷。等瞬變電壓過去之后,又迅速恢復正常工作。

(5)跟蹤能力某些多路輸出式LDO需要具有跟蹤能力,其中一路或幾路輔助輸出電壓能自動跟蹤主輸出電壓的變化,并及時調整自己的輸出電壓值,以減小各路輸出之間的相對變化量。

(6)排序,所謂排序,就是在多個穩壓電源構成的電源系統中,使每個穩壓電源的輸出都能按照規定的順序接通或關斷。 在設計LDO時,如果能將以上七種因素都考慮在內,那么你所設計的LDO無疑是最佳的。

輸出紋波控制可通過改進C61的值來實現220uf、100uf等。
編輯:lyn

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