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从此以后谁也别说我不懂LDO了!

发布:2021-04-19 浏览:4379

LDO是个很简单的器件,但是我跟客户沟通的过程中,发现客户工程师的技术水平参差不齐,有的工程师只是follow 别人以前的设计,任何原理和设计方法都不懂,希望大家看完这篇文章都能成为LDO 专家。

第 一个问题:什么是LDO?

LDO即low dropout regulator,是一种低压差线性稳压器。我们常用的7805等等常常被称为LDO,其实7805这种芯片dropout电压大的不要不要的,以LM78L05为例,大电流的最小压降要在2V以上,比如一个应用需要6v转5v,LM78L05就不合适了。

第二个问题:LDO为什么能稳定?

LDO的原理框图如下,输出电压经过反馈电阻分压到FB引脚,当输出电压高于设定值时,内部回路会改变驱动电压,使得管子的导通压降增大,从而降低输出电压。当输出电压低于设定值时,内部回路会改变驱动电压,使得管子导通压降减小,从而提高输出电压。较好的闭环负反馈回路。

第三个问题:LDO有哪些重要参数?

1. PSRR(电源电压抑制比),是指LDO输出对输入纹波噪声的抑制作用。这也是很多场合在DC/DC后级另加一颗LDO的原因(特别是后面接模拟传感器或者ADC/DAC时)。高PSRR的LDO对纹波的抑制效果还是很明显的。如TPS71701就是一款高PSRR的LDO.

那怎么判断LDO的PSRR参数是否足够呢,举个简单的例子,假设LDO前面的DC/DC的开关频率是100khz,100khz处的PSRR是50dB,前端DC/DC 纹波大小100mv,那LDO之后的纹波=100mv/10(50/20)=0.3mv。

2. Noise(噪声性能),不同于PSRR,噪声是指LDO自身产生的噪声信号,低噪声的LDO如LP5907等等可以很好的降低LDO产生的额外噪声。噪声一般计算出的值是有效值(rms),也可以用peak to peak 来分析,那就需要再乘以一个系数(如乘以6)。

3. Low Dropout Voltage(低压降),前面提到了这个参数,设计电路比如需要6v转5v时,需要保持Low Dropout Voltage参数<1 v。不过现在的LDO一般压降都很低,像TPS7A71系列的LDO,Vdropout只有200mV。

4. Transient response(动态性能),一些应用场合,负载变化剧烈,就需要增加输出电容的同时也尽量选用动态性能好的LDO芯片。比如LP5907就是一款动态性能良好的LDO。

5. Thermal(温度性能).大家都知道LDO效率很低,那怎么去校验一个LDO是否合适呢?首先计算功耗Pd=(Vin-Vout)Iout ,其次计算温升,这里可以用热阻RθJA来计算,温升ΔT= Pd*RθJA ,然后计算芯片结温Tj= Tambient+ΔT<Tjmax(datasheet). 下图是各个封装的可耐受功耗的基本大概情况。

6. IQ(即静态电流)一般电池供电的场合对静态电流会有比较高的要求,一般LDO芯片的静态电流的大小与芯片的其他性能成反关系,如低噪声,高电源电压抑制比,动态性能好的LDO静态电流都偏大一些。低IQ的LDO也比较多,像TPS780系列的LDO,IQ Shutdown 只有18nA.

总结

关于LDO 只要掌握以上技术要点就可以了,其实任何一个知识点都并不是像我们想象的那么简单,希望大家以后能把技术做深,不仅知其然,更能知其所以然,这样在今后器件选型的时候才能游刃有余。如果你觉得这篇文章对你有帮助记得分享给你的小伙伴。


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