LDO的功耗和温升计算以及改善温升的PCB布局推荐

描述

一.前言

LDO工作的原理其实就是把多余的功率以热量的形式消耗掉,从而实现输入电压降压后达到输出电压,所以有个关键的问题就是LDO的功率,以及由于功率导致的温升问题,附带着最后再讲一下PCB布局推荐。

二.LDO功耗,温升计算

1.功耗计算

LDO的工作电流包含两部分,一部分是输出电流,另外一部分是静态电流,也就是从Vin流入LDO的电流,一部分流了出去,另外一部分流到了GND上,它包括基准电压源、误差放大器、输出分压器以及过流和过温检测等电路的工作电流所消耗。

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那么LDO消耗的功率可以用如下的公式计算,其中Vin是输入电压,Vout是输出电压,Iout是输出电流,Ib是静态电流,当然一般来说Iout是远大于Ib的,所以我们可以简化计算公式,去掉VIn*Ib这部分功耗。

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2.温升计算

温升计算可以按下面的公式,其中P是LDO消耗的功率,Rth是LDO的热阻,这个参数可以在LDO的规格书中找到,Ta是环境温度,有了这三个参数,我们就能计算出LDO工作时的温度。

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三.改善温升的PCB布局推荐

温升是LDO的重要指标,应为温升高了就会导致LDO可能会超过其最大工作结温,从而导致其无法正常工作,一般来说首选的是给LDO加个散热器,比如TO220封装的L7805,你就会发现经常会加散热器,加散热器改善的就是热阻Rth。除了加散热器我们还可以采用以下两种方案,第一种就是在PCB布局上我们在输入引脚以及输出引脚,GND引脚上采用大面积铺铜,这其实是变相充当了LDO的散热器,给LDO降温。

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当然除了在PCB布局上做文章外,还有一个经常采取的做法就是串联电阻,其实就是把原本消耗在LDO上的一部分功率转移到电阻上,从而降低LDO工作功率来降低温升。

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三.总结

我们主要讲了LDO的功率(包含两部分自身静态电流消耗的以及工作电流消耗的),以及由消耗功率造成的LDO升温,还有降低LDO升温问题的方案。

审核编辑:汤梓红

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