使用LDO进行LTspice仿真的步骤

电源/新能源

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描述

Ltspice仿真软件体积非常小,并且免费不需要破解,可以节省许多时间,并且网络上的库非常多,大多都可以拿来直接使用。可以去adi官网下载。

因为软件比较小所以比较流畅。平常画完电路图体积非常小,asc网表可以直接导入画电路图的软件。好像用的人比较少,有机会再讲。

LDO电源

步骤1:

新建原理图

步骤2:

放置器件

步骤3:

搜索器件

点击器件直接放置即可,较为常用的器件如下

LDO电源

先从LD50X开始,LTspice没有自带LD50X的库,可以使用其他LDO去仿真,并不影响我们玩电路。绘制完图纸如下。

LDO电源

初次仿真可以直接点下图(1)或者(2)

LDO电源

点的是1的话会跳出下图 我们填一个停止时间就行,如果很快就稳定不用填太久。几mS就够,我选8mS注意,默认单位是S,所以我们写8m

LDO电源

点的是2的话,会跳出如下界面,我们输入.tran 8m 和直接去那个界面设置8m是一样的。

LDO电源

若是电路上有多个Net到时候仿真起来就不容易看明白到底那个是那个,这时候就要用到网络标号,点击如Label Net就可以写网络标,直接点到线上就行

LDO电源

再点下RUN 就可以开始看电压波形了

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如果要看电流波形如下,放到引脚旁边变成电流探头在点击即可

LDO电源

到目前为止已经基本会用。

so 我们能拿ldo做什么?

简易调光手电筒

科技迷都知道,DC调光好,不闪,对眼睛好,在那种日光灯作为光源的地方工作,时间一长眼睛就感觉很累,但是要是是直流的LED灯会舒服一点,(每个人有差异并不一定)。让我们做一个简单的恒流手电筒。

VOUT和GNDS之间永远保持1.8V所以利用此特性,在VOUT和GND之间串联电阻,U/R=I 改变电阻就能改变电流大小,就能调节灯的亮度。LDO的输入和输出都是共用一个地,那么LDO的IQ越大则电流误差越大。

LDO电源

LDO的IGND(IQ)如下图所示。其IQ并不大不会引起太大误差,用在点灯的场合无所谓,但是要明白怎么样会引起误差。

另外值得一提的是LDO的IQ越小,静态时候越省电。

LDO电源

其LDO的输出电压不同也会造成不同的误差,在不同电流输出时候,电压的误差范围是以下。直接将电压的△值代入即可。

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在选择LDO时候,LDO的Drop也尤其重要比如说你的LED的电压是0.7V你的LDO输出电压是3.3V,若是LDO在10mA时候Drop电压是1.5V那你的输入电压至少要大于3.3+0.7+1.5=5.5V

LD50X的Drop 在10mA时候最大才35mV,所以使用锂电池来玩玩灯稳稳的。LD50X的选型还是比较广泛,我们也可以直接选1.8V的LDO这样在锂电池电压比较低的时候依然可以用。

LDO电源

使用锂电池在给灯供电时候怕过放给电池玩没了,这时候可以用两级LDO前级的LDO来保证电池不会过放。

前级LDO的设计如下,EN引脚上使用两个Mohm的电阻进行分压当电池电压低于设定值时候。LDO就会关闭,此时电池的耗能和电阻的阻值有关

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EN 引脚的分压值设定 VIL 0.4V所以当分压电压低于0.4V时候就会关闭。EN引脚所需要的电流仅仅0.1uA所以分压电阻可以使劲小。尽量让其省功耗就行。

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此时调光手电设计完毕。

ADC供电

假设当前我电源架构如下图所示

LDO电源

可能有的小伙伴有疑问既然我已经使用DC/DC了那么我又为何加一级LDO?

因为LDO只给ADX112供电ADX112的功耗非常低,在此情况下Vout上的电压噪声约60mV,开关频率越166Khz,此时的PSRR约52dB

LDO电源

LDO电源

LDO输出端的纹波如下,为0.15mV,

ADX112的 Gain Power Supply Rejection 是70ppm/V,引起的增益误差几乎可以会忽略不计。

LDO电源

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以上这些还不足以覆盖LDO的主要指标,下面加入动态负载 搜索器件加入电流源。

LDO电源

右键设置电流源如下,初始I=0A当载入后I=0.1A 其电流变化上升速度是0.2mS,看看负载突变时候其输出电压变化如何。

LDO电源

我们看到当负载电流突然上升的时候,其LDO的输出下降了,从1.806掉到1.800约掉了6mV,当负载恢复后其又弹到1.812V,恢复的时间约1mS,

LDO电源

若是加快电流上升沿则这个电压过充会更加大。入下图所示从手册中的截图

LDO电源

LDO电源

其负载动态响应主要取决你做什么用,可能你永远不会遇到那么恶劣的情况。又或者是,你负载就是一直在变,并且对电压非常敏感。可能到了1.830V就不能正常工作,或者是直接重启了。当然大多数情况下不会这样。从1~150mA△y约有50mV的变化。

若是我们的负载电流从50mA开始我们的△y就变成了25mV,大多数情况下电流都是从有到更大。而且对这么点电压变化不敏感。

LDO电源

LD50X支持的电压范围从1.1V~5.0V 可以满足绝大多数LDO的应用。

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