LDO的选型及相关参数

描述

LDO即(low dropout regulator),是一种低压差线性稳压器。对于普通的线性稳压器,如AMS1117在使用时,输入输出压降会达到1.5V左右,而低压差线性稳压器输入输出压降可以做到0.1V甚至更低(低负载情况下),本篇文章主要针对LDO的选型以及相关参数进行介绍,也欢迎大家在评论区探讨交流。

LDO有很多封装类型,目前常用的如SOT23-3、SOT23-5、SOT89-3以及更小封装的如DFN2X2等,如下图所示:

电源抑制比

产品封装图

在选取LDO时,我们需要确定所选芯片的封装,输入输出电压范围,带载能力,工作效率,内部结构,测试波形图,静态功耗以及推荐电路图等,虽然现在很多芯片存在虚标,但是这些数据能给我们一些参考,具体参数还可以通过手册具体的部分介绍,这里就不再一一赘述,本文主要针对几个容易被忽视的点进行详细介绍,具体如下:

1、带载能力的确定。

最近发现很多新同事在选取LDO的带载时,首先关注的就是手册第一页标注的输出电流,如下截图输出电流:300mA,自己的设备最大电流才150mA,认为完全够用了,却不知这个参数是在常温25°C,压差1.2V情况下测试出来的,那么对于自己的设计真的就够用了吗?

电源抑制比

输出电流截图

以某厂家LDO手册为例,在绝对额定参数下我们可以找到封装热阻(QJA)、结温(TJ)这两个参数,我们以常用的SOT23-5封装为例,QJA=210 TJ=150°C(最大值),我们以工业级-40°C-85°C为例,可以算出在85°C时的PD=(TJ-85°C)/QJA=(150-85)/210=0.3W。

电源抑制比

LDO最大额定参数表

然后根据我们实际使用的输入输出电压算出压差(如输入6V,输出3.3V),压差为2.7V,算出在85°C时能通过的最大电流Imax=0.3W/2.7V=111mA,为了考虑稳定性,需留百分之三十左右的余量。可以看出,假设输入输出压差增大,带载能力会进一步降低,LDO热损耗也会大大增加,因此不建议在输入输出压差较大的情况下使用LDO(除负载很小的情况)。

2、静态电流IQ

目前市面上的LDO,静态电流已经可以做到1uA以下,但是我们需要在产品全工作范围内进行IQ测试,以防出现低电压或高电压情况下IQ突变的情况,对于低功耗产品,此点尤其重要,如下图所示手册标注IQ为0.7uA。

电源抑制比

IQ值截图

那么这个值有没有参考意义呢?在某种情况下是有的,这个参数只能说明在绝大部分的工作条件下它确实是这么多,这时我们需要往下翻找到芯片输入电压与IQ的曲线图,本次使用的厂家还是很良心的将低压IQ突变的曲线标注了出来,有一部分厂家突变位置直接省略了,所以需要尤其注意。

电源抑制比

低压IQ突变图

对于此款LDO,如果设备要求超低功耗,而电压在4V以上是没有问题的,假设输入电压很低(如3.7V锂电池供电),选取此款LDO是存在风险的,对于此参数,建议在前期选型以后联系厂家送样实测,以防厂家虚标。

3、启动过冲与瞬态响应

由于电源瞬态响应时间的原因,可能造成输出电压过冲的可能性,如下图所示,在负载突变时输出电压过冲,远远高于模块能承受的最高电压,这种情况很容易损坏模块。如果选用的电源芯片出现过冲,在调试无法解决时最好舍弃,以防留下隐患。

电源抑制比

瞬态响应图

4、PSRR(电源抑制比)

在对于电源纹波要求较高的场合,如LNA(低噪声放大器)等使用场景,往往需要很低的噪声,那么在选取LDO时我们需要关注PSRR参数。

电源抑制比

PSRR参数表

5、浪涌以及热插拔

我们可以采用反复插拔供电端子的方式进行浪涌测试或使用浪涌测试仪对电源进行测试,如下图所示采用浪涌枪进行浪涌测试。在设计过程中,我们可以采用添加瞬态抑制二极管或者电容都可以起到浪涌防护的作用。

本文从五个方面和大家分享在LDO选取时需要注意的地方,欢迎大家留言讨论!

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