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该如何为电路选择合适的LDO?

菜鸟
2018-08-06 14:59:26    评分

本文将介绍线性稳压器数据表中的一些不太明显的规范。

注意详情

世界上的IC制造商已经产生了相当惊人的超级丰富的线性电压调节器 - 一个快速的Digi-Key搜索表明大约有一万个不同的部件。对于那些受到犹豫不决的人来说,这一大量选择可能会有些问题; 但总的来说,这种情况是有益的,因为它允许我们找到一个适合特定应用的LDO。

但是,如果不了解LDO性能的一些不那么突出的细节,就不能彻底微调稳压器电路。我很乐意承认,如果您选择仅基于输入电压范围,输出电压和最大负载电流的器件,许多设计将完全正常工作。但是,如果您的应用需要(例如,低功耗或高精度),则需要更多地选择您的选择过程。

在我们开始之前,请注意术语:参考本文讨论的器件类型的正确方法是“线性电压调节器”。但这是一个相当麻烦的术语,所以最好求助于相应的初始主义,即LVR。不幸的是,这种初始主义从未使用过。无论好坏,“线性电压调节器”的事实上的缩写是LDO,它代表“低压差”,如“低压差线性电压调节器”。这种术语缺乏人们所期望的精度。工程师,但至少通过现在几乎所有线性电压调节器都表现出可以被认为是“低”的压差电压这一事实,使得缩写更合适。

 

并非所有电流都流到地面?

在这个小型电子小部件的时代,预计单个电池可运行数月甚至数年,功耗是一项严峻的工作。因此,了解LDO在将输入电压转换为稳压输出电压的过程中消耗一些电流非常重要。这种电流通常被称为“地电流” - 我认为这个术语非常模糊,考虑到所有类型的电流都有回归到地节点的趋势。更好的选择是“接地引脚电流”,即通过接地端子直接从输入端子流回电源的电流。

 

 

无论如何,您必须将LDO的接地引脚电流计入功率预算,但这并不是特别简单,因为接地引脚电流受输入电压和负载电流的影响。以下是ADI公司的部件号为ADP3339的接地引脚电流规格

 

 

请注意以下三点:

  • “典型”和“最大”规格之间存在大约三个因素的差异,在规划“预期”与“最坏情况”功耗时需要牢记这一点。

  • 接地引脚电流随负载电流显着增加; 如果您的设计采用低功耗模式,则需要考虑到这一点,其中稳压器提供的电流远低于正常工作时的电流。

  • 在压降中操作LDO会导致接地引脚电流增加。

这是地引脚电流规格的另一个例子,这次以图形形式出现。这取自Linear Tech LT3007系列数据表

 

 

注意更高的输入电压如何降低接地引脚电流。

 

安静的电流

一个独特但相关的规范是“静态电流”。与“接地电流”相比,这个术语非常有用 - “静止”回忆“安静”这个词,指的是不活动状态,因此静态电流是当前的调节器在不提供负载电流时消耗。

以下是LT3007系列的静态电流规格。

 

 

请注意,静态电流随温度升高:

 

 

一些写入器使用“静态电流”作为“接地电流”的另一个术语,但我认为保持本文中使用的区别是一个好主意:“静态”仅指稳压器在不使用时所消耗的接地引脚电流提供负载电流。

 

线性和负载

我不能轻易想到你只需要一个极其精确的电压用于供电的情况; 集成电路可以容忍电源电压的变化。但是,有时候您希望通过使用现有的线性稳压器作为数据转换器的参考电压来降低成本或元件面积。在这种情况下,您需要仔细考虑可能导致稳压器实际输出电压偏离预期输出电压的各种因素。

毫不奇怪,一个不准确的来源是稳压器的标称V OUT和实际V OUT之间的初始差异- 例如,在输入电压和负载电流的特定组合下,“2.5 V”稳压器的实际输出可能是2.45 V至2.55 V.为了最大限度地减少这种误差源,您可以测量实际输出电压并相应地修改硬件或固件,或者您可以选择高精度LDO(我见过的部件初始精度高达0.5%) )。

但是,除了初始精度之外,您还必须考虑线路调节和负载调节。线路调节是指输出电压随输入电压的变化而变化的程度,负载调节是指输出电压因负载电流的变化而变化的程度。如下面的ADP3339 IC规格所示,线路调节可以用mV / V为单位表示(即每伏特输入电压变化的输出变化毫伏),负载调节可以用mV / A为单位表示(即,每安培负载电流变化输出毫伏数。

 

 

如果您对负载电流和输入电压至少有一个大概了解,则可以使用线路和负载调节规范来更准确地预测稳压器的输出电压。此外,您可以通过考虑固件中的负载调节来补偿负载电流的变化。例如,如果您的微控制器知道您的电路板何时处于低功耗状态,它可以根据该特定状态下的预期电流消耗修改应用于模数转换结果的计算。

 

不要烧掉你的LDO

线性稳压器数据表中的其他一些重要但容易被忽视的规格是与温度限制和热阻有关的规格:

 

 结论

我们已经介绍了线性稳压器操作的一些细节。在需要最小化功耗时,请记住查看接地电流和静态电流。如果您的系统需要高精度电压,则应考虑初始精度,线路调节和负载调节。




关键词: LDO     半导体     IC    

管理员
2018-08-07 09:13:33    评分
2楼

谢谢楼主分享


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