LDO即(low dropout regulator),是一種低壓差線性穩壓器。對于普通的線性穩壓器,如AMS1117在使用時,輸入輸出壓降會達到1.5V左右,而低壓差線性穩壓器輸入輸出壓降可以做到0.1V甚至更低(低負載情況下),本篇文章主要針對LDO的選型以及相關參數進行介紹,也歡迎大家在評論區探討交流。
LDO有很多封裝類型,目前常用的如SOT23-3、SOT23-5、SOT89-3以及更小封裝的如DFN2X2等,如下圖所示:
產品封裝圖
在選取LDO時,我們需要確定所選芯片的封裝,輸入輸出電壓范圍,帶載能力,工作效率,內部結構,測試波形圖,靜態功耗以及推薦電路圖等,雖然現在很多芯片存在虛標,但是這些數據能給我們一些參考,具體參數還可以通過手冊具體的部分介紹,這里就不再一一贅述,本文主要針對幾個容易被忽視的點進行詳細介紹,具體如下:
1、帶載能力的確定。
最近發現很多新同事在選取LDO的帶載時,首先關注的就是手冊第一頁標注的輸出電流,如下截圖輸出電流:300mA,自己的設備最大電流才150mA,認為完全夠用了,卻不知這個參數是在常溫25°C,壓差1.2V情況下測試出來的,那么對于自己的設計真的就夠用了嗎?
輸出電流截圖
以某廠家LDO手冊為例,在絕對額定參數下我們可以找到封裝熱阻(QJA)、結溫(TJ)這兩個參數,我們以常用的SOT23-5封裝為例,QJA=210 TJ=150°C(最大值),我們以工業級-40°C-85°C為例,可以算出在85°C時的PD=(TJ-85°C)/QJA=(150-85)/210=0.3W。
LDO最大額定參數表
然后根據我們實際使用的輸入輸出電壓算出壓差(如輸入6V,輸出3.3V),壓差為2.7V,算出在85°C時能通過的最大電流Imax=0.3W/2.7V=111mA,為了考慮穩定性,需留百分之三十左右的余量。可以看出,假設輸入輸出壓差增大,帶載能力會進一步降低,LDO熱損耗也會大大增加,因此不建議在輸入輸出壓差較大的情況下使用LDO(除負載很小的情況)。
2、靜態電流IQ
目前市面上的LDO,靜態電流已經可以做到1uA以下,但是我們需要在產品全工作范圍內進行IQ測試,以防出現低電壓或高電壓情況下IQ突變的情況,對于低功耗產品,此點尤其重要,如下圖所示手冊標注IQ為0.7uA。
IQ值截圖
那么這個值有沒有參考意義呢?在某種情況下是有的,這個參數只能說明在絕大部分的工作條件下它確實是這么多,這時我們需要往下翻找到芯片輸入電壓與IQ的曲線圖,本次使用的廠家還是很良心的將低壓IQ突變的曲線標注了出來,有一部分廠家突變位置直接省略了,所以需要尤其注意。
低壓IQ突變圖
對于此款LDO,如果設備要求超低功耗,而電壓在4V以上是沒有問題的,假設輸入電壓很低(如3.7V鋰電池供電),選取此款LDO是存在風險的,對于此參數,建議在前期選型以后聯系廠家送樣實測,以防廠家虛標。
3、啟動過沖與瞬態響應
由于電源瞬態響應時間的原因,可能造成輸出電壓過沖的可能性,如下圖所示,在負載突變時輸出電壓過沖,遠遠高于模塊能承受的最高電壓,這種情況很容易損壞模塊。如果選用的電源芯片出現過沖,在調試無法解決時最好舍棄,以防留下隱患。
瞬態響應圖
4、PSRR(電源抑制比)
在對于電源紋波要求較高的場合,如LNA(低噪聲放大器)等使用場景,往往需要很低的噪聲,那么在選取LDO時我們需要關注PSRR參數。
PSRR參數表
5、浪涌以及熱插拔
我們可以采用反復插拔供電端子的方式進行浪涌測試或使用浪涌測試儀對電源進行測試,如下圖所示采用浪涌槍進行浪涌測試。在設計過程中,我們可以采用添加瞬態抑制二極管或者電容都可以起到浪涌防護的作用。
本文從五個方面和大家分享在LDO選取時需要注意的地方,歡迎大家留言討論!
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