LDO:low dropout regulator,是一种低压差线性稳压器。
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突出优点:具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。外围器件很少,最低可为一两个旁路电容。负载响应快。
缺点:效率低,导致发热(必须考虑发热问题)。输出电流小,一般的是1A以下,也有高达5A的。
注意:电流越大,意味着损耗功率越大。
A:是否为噪声敏感器件
一般如内核的电源,音频,模拟IC等,对噪声要求比较高,这类IC需要优先考虑使用LDO。
B:负载的最大电流
查找IC的资料,确定下来IC的最大电流,如若IC的最大电流为2A以内,那么选用LDO基本是没有问题了。
C:可接受的封装大小
SOT-223, TO-252 and SO-8
还有下图:
一般的话,LDO的尺寸都是不大的,可满足大部分线路板的要求。其次这点应该结合最后一点散热问题考虑。
D:输入电压跟输出电压以及dropout voltage
输出电压确定是多少?输入电压可能为多少?IC的最小dropout voltage为多少?
首先输出电压是确定的,输出电压应该满足在5V~1.2V之间,注意:不同IC的输出电压范围不同,这点需要根据实际情况查看。
其次是找IC的最小Vdrop,一般要求大于等于1.5V,注意:这个Vdrop=Vin-Vout。它会影响我们的转换效率,一般输入电压—输出电压稍微大于1.5V即可,太大不行,当然也要考虑前端的供电稳定性。
例如输出要求1.8V,我们一般选个3.3V的,如果这时候3.3V的稳定性不能满足,就选5V的,但是5V又偏大,会造成大的功率损耗,这时候可以如下图一样,输入电压加个肖特基二极管(压降一般为0.7V),便把5V稍微降到4.3V左右。如果通过Pd=UI来算,这个降低功耗还是蛮可观的,当然3.3V换用5V也要把时序考虑进去,这点便不多说。
E:散热情况跟成本初步考量
前言:
由于LDO的输入电压和输出电压之间存在一个压差,当输出一定的负载电流时,会在LDO上消耗Power=UI的功率。这会影响LDO的效率,如果这个功率很大,还会导致LDO上的功率传输管发热,需要使用体积庞大的散热片,这样不利于LDO应用在便携式电子设备中。如果能尽量减小这个压差,这样LDO不但能起到稳压的作用,还能有较高的效率,在输出较大负载电流时也不会发热。
举例:AMS1117
LDO芯片晶元结温计算公式为:Tj=Ta (Pd*θja)
其中Tj:晶元结温,Ta:环境温度,θja:芯片热阻。
假设Pd为0.84W,这里按工业产品最高工作85℃。根据芯片功耗及热阻,计算在最高温度时芯片晶元结温:
AMS1117:Tj=85℃ (0.84W*55℃/W)=136℃,超过最大工作结温(125℃)11℃。
注意:这里只是粗略计算,一般算出来小于最大结温10度便是安全的。