关于线性稳压器RTQ2510-QA的性能分析和应用

我们上一期介绍了“低耗电的车用 36V3A 同步 Buck 转换器 RTQ2104-QA”，这种器件一般是用来承接车上电池提供的高电压的，由它完成高压到低压的转换以后，某些系统会使用二次稳压器为负载供电，这时候就可能用到低压输入的转换器了。

我们一般把 5V 以下工作电压的器件称为低压器件，它们可承受的最高电压一般为 5.5V-6V 左右。在这样低的电压下工作，很多时候会使用到线性稳压器，而车用环境下的线性稳压器也同样是需要通过 AEC-Q100 认证的，RTQ2510-QA 就是符合这个条件的一款器件，它的性能非常优秀，我在另外的场合是这样介绍它的：

RTQ2510-QA 是通过了 AEC-Q100 Grade 1 认证的高性能低压差线性稳压器，输入电压范围为 2.2V~6V，负载能力为1A，具有超高电源纹波抑制能力（63dB@1kHz, 38dB@1MHz），满载最小压差可低达 160mV，可在 -40℃~125℃ 温度范围内工作。其输出噪声水平低，还可通过外加噪声抑制电容改善其性能。其封装形式为 VDFN-8L 3x3，是车用电子设备的理想选择。

AEC-Q100 的认证分为 4 个温度级别，Grade 1 这个级别的工作温度范围就是 -40℃~125℃，RTQ2104-QA 也是这个认证级别的，所以这两款器件可以出现在同一个系统中以满足高可靠性系统的需要。

先来看看应用电路原理图：

RTQ2510-QA 的输出电压是可调的，R1 和 R2 的比值决定了输出电压的设定值。由于反馈系统的参考电压为 0.8V，所以它的输出电压设定范围为 0.8V ~ VIN。只要有负载存在，实际的输出电压永远不可能等于输入电压VIN。由于满载（1A）条件下的输入、输出压差最低可达 160mV，所以一定负载 IOUT 下实际能够达到的最高输出电压大约等于 VIN – IOUT * 160mΩ，只有输入、输出压差大于 IOUT * 160mΩ 时，输出电压才能稳定在设定值上。

一般而言，线性稳压器的输出噪声都是比较低的，但为了降低输出噪声，RTQ2510-QA 的内部特别为参考电压加入了 RC 滤波电路，用户还可以通过外加电容 CNR 来加强其效果（如上图所示），规格书给出了几种负载条件下的输出噪声幅度在各种频率下的分布情况，如下图所示：

需要注意的是 CNR 的加入对 RTQ2510-QA 的启动过程会发生影响，因为电容的加入延长了参考电压的上升时间，所起的作用就如软起动过程一样，下面的内部电路框图和启动时间与 CNR 值的关系曲线可以对此问题起到说明作用。

从电路框图中也可以看到 RTQ2510-QA 在设计中还加入了一个启动加速的电路，其中的 189kΩ 电阻在启动过程中是被短路了的，这样可以避免启动时间被进一步拉长。

RTQ2510-QA 对输入电压纹波的抑制能力也很高，它在 1kHz 频率上的 PSRR 值可以达到 63dB，下图就是它在各种负载条件下的 PSRR 测试数据，对此有要求的读者可以好好参考一下：

RTQ2510-QA 采用了 8 引脚的 VDFN 封装，具有非常好的散热能力，25℃ 标准室温下的功率耗散能力达到了 3.22W，下图是它的引脚排列图：

这个引脚排位很方便做 PCB 设计，外围元件很好布置，走线很方便，通过加大 GND 铜箔的面积还可以进一步改善其散热能力，下图是规格书提供的一个参考设计：

其实将下方的 GND 铜箔用作输入、输出电容的接地点会更好些，也更有利于将这些电容靠近芯片引脚放置，改善电路性能。