色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

LDO 基礎知識以及其如何延長便攜式和可穿戴設備的電池壽命

海闊天空的專欄 ? 來源:Art Pini ? 作者:Art Pini ? 2024-02-13 10:14 ? 次閱讀

作者:Art Pini

投稿人:DigiKey 北美編輯

現代電子設備正變得越來越小,越來越便攜。智能手表、健身追蹤器、安防系統和物聯網 (IoT) 設備越來越多地采用電池供電。因此,這些設備需要高效率電源穩壓器,能夠從每次充電中炸盡每一毫瓦的功率,以確保設備工作更長的時間。此外,這些設備的總過溫升必須極小。傳統的線性穩壓器和開關模式電源穩壓器無法輕易地滿足這些便攜式設備的效率要求。此外,開關模式電源穩壓器也會受到噪聲和瞬態電壓的影響。

低壓差穩壓器 (LDO) 是線性和開關穩壓器系列的最新產品,通過其自身的極低壓降運行,來提高效率并降低熱耗散。LDO 類型眾多,封裝可以小到 3×3×0.6 mm,非常適合中低功率的應用。目前有輸出電壓恒定或可調的的版本,以及一些通過輸出使能線路進行通斷控制的版本。

本文將介紹低壓差穩壓器的基礎知識及其相對于傳統線性和開關模式電源穩壓器的關鍵特性。然后,介紹來自 [Diodes Incorporated] 的真正 LDO 器件及其用法。

什么是 LDO 穩壓器?

電壓穩壓器的功能是在負載和源電壓變化的情況下保持輸出電壓恒定。傳統的電壓穩壓器電路采用線性或開關模式設計。LDO 穩壓器屬于線性穩壓器,但在工作期間其輸入和輸出端之間的電壓非常低。像所有的線性電壓穩壓器一樣,LDO 基于反饋控制回路(圖 1)。

LDO 穩壓器基于電壓控制反饋電路的圖圖 1:LDO 穩壓器基于電壓控制反饋電路。串聯傳輸器件可以是 PMOS、NMOS 或 PNP 雙極晶體管,其作用類似于壓控電阻器。(圖片來源: Diodes Incorporated)

LDO 穩壓器通過電阻分壓器檢測輸出電壓,該分壓器會縮放輸出電平。輸出電壓經過縮放后施加到誤差放大器上,然后比較基準電壓。誤差放大器驅動串聯傳輸器件,以便在輸出端保持理想電壓。輸入和輸出電壓之差即為壓差,該電壓出現在傳輸設備上。

在 LDO 中,串聯傳輸器件的作用類似電壓 - 可變電阻器。串聯傳輸器件可以是 P 溝道金屬氧化物半導體 (PMOS)、N 溝道金屬氧化物半導體 (NMOS) 或者 PNP 雙極晶體管。PMOS 和 PNP 器件可以驅動至飽和狀態,從而最大限度地減少壓差。在采用 PMOS 場效應晶體管 (FET) 的情況下,壓差大約等于溝道導通電阻 (R DSON ) 乘以輸出電流。雖然這些器件各有優缺點,但事實證明 PMOS 器件的實施成本最低。Diodes Incorporated 的 [AP7361EA]系列正輸出 LDO 穩壓器采用 PMOS 傳輸器件,能在 1 A 負載電流下實現 3.3 V 輸出的壓差約為 360 mV,且電壓精度為 ±1%(圖 2)。

Diodes AP7361EA 系列 3.3 V LDO 的壓差圖圖 2:如圖所示,AP7361EA 系列 3.3 V LDO 在三不同溫度下的壓差與輸出電流的函數關系圖。(圖片來源: Diodes Incorporated)

壓差與輸出電流的函數關系圖表明了每個溫度下都有恒定斜率,說明其阻性特點。壓差在一定程度上與溫度有關,其電平隨著溫度升高而提高。請注意,LDO 的壓差比傳統的線性電源穩壓器要低得多,后者的壓差約 2 V。

請注意,圖 1 所示的輸出電容是以其固有的有效串聯電阻 (ESR) 表示的,該值會影響穩壓器的穩定性。所選電容器的 ESR 應低于 10 Ω,以保證在 -40° 至 +85°C 的整個工作溫度內的穩定性。建議采用的電容器類型包括多層陶瓷電容器 (MLCC)、固態 E-CAP 以及數值超過 2.2 mF 的鉭電容器。

靜態電流 IQ 表示 LDO 在沒有負載時消耗的電源電流。靜態電流為 LDO 內部電路供電,如誤差放大器和輸出分壓器。在電池供電型設備中,靜態電流會影響到電池的放電率,而且通常情況下靜態電流盡可能低。Diodes Incorporated 的 AP7361EA 系列的典型 IQ 為 68 mA。

AP7361EA 系列 LDO

AP7361EA 系列包括三種備選電路配置,如圖 3 所示。

Diodes 的 AP7361EA 系列輸出電壓恒定或可調節器件圖(點擊放大)圖 3:AP7361EA 系列提供輸出電壓恒定或可調的器件,帶或不帶使能控制功能。(圖片來源: Diodes Incorporated)

AP7361EA 系列分為輸出電壓恒定或可調的版本。恒壓版本具有內部分壓器,提供 1.0 V、1.2 V、1.5 V、1.8 V、2.5 V、2.8 V 或 3.3 V 的輸出電壓電平。輸出可調器件需要用戶提供外部分壓器,且輸出電壓范圍為 0.8 V 至 5 V。所有版本的輸出電壓精度規格為 ±1%,同時輸入電壓范圍為 2.2 V 至 6 V。

恒壓或輸出電壓可調版本可包含啟用控制線 (EN)。AP7361EA 通過將 EN 引腳設置為高電平而開啟,通過將其拉低而該器件關斷。如果不使用這一功能,EN 引腳應與輸入引腳 (IN) 綁定在一起,以保持穩壓器輸出一直處于開啟狀態。使能線路的響應時間約為 200 ms,用于開啟,而其關斷則用時約 50ms。

AP7361EA 器件的另一個與眾不同之處是其封裝。該器件可采用 U-DFN3030-8(E 型)、SOT89-5、SOT223、TO252 (DPAK) 和 SO-8EP 封裝。

表 1 所示,以 AP7361EA 產品的不同版本為例進行了比較,包括恒壓型 ([AP7361EA-33DR-13], [AP7361EA-10ER-13]) 和可調型 ([AP7361EA-FGE-7],[AP7361EA-SPR-13])。

| | 零件編號 | 恒定/可調 | 輸出電壓 | 輸出電流 | 輸出使能 | 包裝 |
| ------------------ | ----------- | ---------------- | ---------- | ---------- | ----------------- |
| AP7361EA-33DR-13 | 恒定 | 3.3 V | 1 A | 否 | TO-252, (D-Pak) |
| AP7361EA-10ER-13 | 恒定 | 1.0 V | 1 A | 否 | SOT-223-3 |
| AP7361EA-FGE-7 | 可調 | 0.8 V 至 5.0 V | 1 A | 否 | U-DFN3030-8 |
| AP7361EA-SPR-13 | 可調 | 0.8 V 至 5.0 V | 1 A | 是 | 8-SO-EP |

表 1:AP7361EA 恒壓配置和電壓可調配置的樣品。(表格來源:Art Pini,采用了 Diodes Inc. 提供的數據)

AP7361EA 系列器件都有短路和過流保護功能。如果輸出電流超過電流限制(通常為 1.5A),短路和過流保護則具有 400 mA 的折返限流。當器件的結溫上升到名義上的 150°C 時,就會發生熱關斷,而當結溫下降到大約 130°C 時恢復工作。

負載和電源調整率

負載調節能力表示 LDO 在輸出負載電流變化的情況下保持其輸出電壓的能力。這一特性對于電池供電型便攜設備非常重要,因為控制器經常在不使用時關閉子系統。AP7361EA LDO 系列在輸出電平為 1 V 至 1.2 V 時的最大指定負載調節率為 1.5%,輸出為 1.2 V 至 3.3 V 時為 1%(圖 4)。

3.3 V 輸出的負載調節圖圖 4:3.3 V 輸出的負載調節圖示例。對于 3.3 V 標稱輸出,負載在 100 mA 至 500 mA 范圍內變化時,最大輸出變化約為 0.15% 或約 5.0 mA。(圖片來源: Diodes Incorporated)

負載調節率是最大輸出電壓變化與額定輸出電壓之比。在上例中,負載變化為 100 mA 至 500 mA 時,最大輸出變化約為 5.0 mA。因此,負載調節率是 0.005/3.3 或 0.15%。

線路變化規定了每伏輸出的源電壓變化時的輸出變化。AP7361EA 系列在室溫下的最大電源調整率為 0.1%/V,在整個溫度范圍內為 0.2%/V。對于 3.3 V 輸出,1 V 輸入電平變化應該有小于輸出電平變化,即標稱 3.3 V 輸出的 0.33%(圖 5)。

Diodes AP7361EA 的電源調整率圖圖 5:所示為 AP7361EA 在 3.3 V 輸出時的電源調整率。輸入電壓在 4.3 V 到 5.3 V 之間變化會導致輸出電壓發生 0.05% 的變化。(圖片來源: Diodes Incorporated)

圖 5 顯示了 LDO 的電源調整率。源電壓在 4.3 V 到 5.3 V 之間變化,將導致輸出電平發生 0.05% 或大約 1.65 mV 的變化。

請注意,在線路和負載變化條件下,說明了輸出值從瞬態事件中迅速恢復。這一特點在便攜式設備重啟過程中非常重要,因為在重新啟動消音電路之前,電源總線必須啟動并發揮作用。

電源抑制比

作為線性電路,LDO 產生的噪聲比開關模式電源 (SMPS) 或電源轉換器要小得多。在許多應用中,在電路板上使用 LDO,但電源是 SMPS。由于 LDO 內的控制系統,它傾向于抑制來自輸入電源的噪聲和紋波。衡量這種噪聲抑制的標準是電源抑制比 (PSRR)(圖 6)。

根據交流信號計算 PSRR 的圖(點擊放大)圖 6:PSRR 是根據在 LDO 的輸入和輸出端測量的交變電流信號計算的。(圖片來源: Diodes Incorporated)

如圖 6 所示,PSRR 是根據輸入的交流分量與輸出的交流分量之比計算的。AP7361EA 系列的 PSRR 與頻率有關,隨著頻率的增加而降低。1 kHz 時,PSRR 為 75 dB;10 kHz 時下降至 55 dB。75 dB 代表衰減超過 5600:1。1kHz 時的 10mV 紋波或噪聲信號將被衰減至約 1.7 μV。

應用實例

圖 7 所示為輸出可調的 LDO 的典型應用。該應用包括一個與 AP7361EA-SPR-13 類似的輸出使能以及一個外部輸出分壓器。

使用需要外部輸出分壓器的輸出可調 LDO 的圖圖 7:使用了需要外部輸出分壓器的可調輸出 LDO 的實例。右下方的公式顯示了為滿足期望的輸出電壓和內部基準而采用的電阻 R1 和 R2 之間的關系。(圖片來源: Diodes Incorporated)

電阻分壓器的電阻值可以用圖 7 右下方所示的公式計算。R2 的值應保持小于 80 kΩ,以確保內部電壓基準的穩定性。對于 2.4 V 輸出,基準電壓為 0.8 V,R2 為 61.9 kΩ,R1 為 123.8 kΩ。一個 124 kΩ、1% 的電阻就是所需的電阻。

結語

LDO 是線性穩壓器,工作時輸入和輸出之間保持低壓差并具有低靜態電流。這種穩壓器具有高功率效率、低噪音和小尺寸。這種穩壓器特別適合電池供電型便攜式設備,因為這種器件可以延長電池壽命并提高可靠性。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 穩壓器
    +關注

    關注

    24

    文章

    4223

    瀏覽量

    93762
  • ldo
    ldo
    +關注

    關注

    35

    文章

    1940

    瀏覽量

    153310
  • 電池
    +關注

    關注

    84

    文章

    10560

    瀏覽量

    129480
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    可穿戴設備中的傳感器設計

    傳感器及其在飛行體姿態測量中的應用AMR磁阻傳感在車輛檢測和羅盤定向的應用基于bmp085氣壓傳感器制作的大氣壓強、海拔高度測量儀生物傳感器設計基于DSP技術的便攜式無創血糖檢測儀便攜式電子血壓計設計
    發表于 12-13 15:38

    便攜式電池充電設備測試新方案

    便攜式電池供電產品包括手機、Pad、筆記本以及可穿戴設備等等,都是和我們現在的工作、生活息息相關的,這些設備的性能保障需要重重檢測,而直流
    發表于 07-27 10:40

    可穿戴設備

    可穿戴設備即直接穿在身上,或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備,更是通過軟件支持
    發表于 01-15 08:11

    如何設計更加小巧、續航能力更強的可穿戴設備

    `今年早些時候,我曾經寫過一篇關于可穿戴設備以及如何使它們功能更強、而尺寸更小的文章。嗯,由于電池充電、低靜態電流運行、智能電源管理和高集成度方面的創新,可穿戴設備將變得越來越小、功能
    發表于 01-26 10:55

    探討可穿戴設備的未來

    和可充電電池的有限功率給可穿戴設備制造商帶來了很大的挑戰。IDC和GMI的研究一再表明,電池續航時間已成為消費者購買電池供電便捷產品的第一
    發表于 12-05 15:01

    多種小型、高功效組件設計更強的可穿戴設備

    今年早些時候,我曾經寫過一篇關于可穿戴設備以及如何使它們功能更強、而尺寸更小的文章。嗯,由于電池充電、低靜態電流運行、智能電源管理和高集成度方面的創新,可穿戴設備將變得越來越小、功能越
    發表于 09-06 15:25

    ADI可穿戴設備電源管理解決方案

    解決方案,并可應用在移動電話、數碼相機和音頻設備便攜式電池供電設備、后置DC-DC調節以及便攜式
    發表于 09-17 10:43

    可穿戴設備中無需維護的電池的實現

    的能源(如光、振動和熱量)所產生的少量環保能源并將其轉換為電能。我們需要研究該技術是否能為我們提供一種能夠延長可穿戴設備電池使用壽命,甚至無需電池
    發表于 10-10 16:45

    便攜式手持設備解決方案參考指南

    `便攜式手持設備創新型解決方案內容包括:智能連接解決方案推動可穿戴設備革新;品類齊全的彈簧夾產品組合及其擴展性;SIM卡連接器快速參考指南;移動設備
    發表于 10-23 11:21

    智能服裝拯救可穿戴設備“冷市場”?

    衣服卻不能不穿,這是一個具有剛性需求的市場。可穿戴設備即直接穿在身上,或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備
    發表于 11-19 09:49

    1μAIi同步升壓轉換器可延長便攜式設備電池壽命

    DN516- 1μAIi同步升壓轉換器可延長便攜式設備電池壽命
    發表于 06-14 11:19

    MAX14690 可穿戴設備充電管理方案

    MAX14690可穿戴設備充電管理方案, 延長可穿戴電子設備電池壽命
    發表于 04-21 11:23 ?934次閱讀
    MAX14690 <b class='flag-5'>可穿戴設備</b>充電管理方案

    便攜式可穿戴智能設備的相關知識

    可穿戴設備即直接穿在身上,或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備,更是通過軟件支持
    發表于 02-26 16:37 ?3024次閱讀

    什么是可穿戴設備 智能穿戴設備到底有哪些?

    可穿戴設備即直接穿在身上,或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備,更是
    的頭像 發表于 03-23 11:04 ?6.2w次閱讀

    什么是可穿戴設備 哪些是常見的可穿戴設備

    可穿戴設備是一種可以穿在身上或者可以嵌入衣服和配件上的便攜式設備
    的頭像 發表于 10-07 16:35 ?9745次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 亚洲一区电影在线观看| 暖暖 免费 高清 日本视频大全| 国产精品热久久高潮AV袁孑怡 | 51无码人妻精品1国产| SORA是什么意思| 成年人视频在线观看免费| 国自精品三七区| 欧美一区二区三区免费播放| 亚洲精品在线播放视频| a一级毛片视频免费看| 韩国女人高潮嗷嗷叫视频| 欧美性猛交AAA片免费观看| 亚洲国产综合久久精品| 亚洲 日韩 色 图网站| 亚洲精品成人无码A片在线| 99视频全部看免费观| 成人免费一区二区无码视频| 精品性影院一区二区三区内射| 人妻美妇疯狂迎合| 午夜国产福利| 99久久精品一区二区三区| 黑人巨茎vide抽搐| 日日噜噜夜夜狠狠视频| 中文字幕视频在线观看| 国产午夜精品久久理论片| 欧美一级久久久久久久久大| 一个人免费播放高清在线观看| 在线免费福利| 国产精品熟女人妻| 欧美写真视频一区| 一级毛片视频免费| 国产精品成人免费| 亲胸摸下面激烈免费网站| 在线天天看片免费视频观看| 国产特级毛片AAAAAAA高清| 人人草人人草| 97国产在线观看| 国产噜噜噜精品免费| 日本人吃奶玩奶虐乳| 亚洲欧美一区二区成人片| 78m成人亚洲|