LP2980-ADJ可调输出LDO稳压器技术解析

描述

Texas Instruments LP2980-ADJ可调输出宽输入低压差 (LDO) 稳压器支持高达 16V输入电压范围和高达50mA负载电流。LP2980-ADJ支持1.2V至15.0V(新款芯片)和1.23V至15.0V(传统芯片)输出范围。此外,LP2980-ADJ(新款芯片)在整个负载和温度范围内具有1%的输出精度,可满足低压微控制器 (MCU) 和处理器的需求。

数据手册:*附件:Texas Instruments LP 2980-ADJ Adj输出LDO稳压器数据手册.pdf

在新款芯片中,高带宽PSRR性能在1kHz时大于70dB,在1MHz时大于46dB,因此有助于衰减上游直流/直流转换器的开关频率,并最大限度地减少后置稳压器滤波。内部软启动时间和电流限制保护可减小启动期间的浪涌电流,从而最大限度地降低输入电容。该器件还包括标准保护特性,例如过流和过热保护。Texas Instruments LP2980-ADJ采用5引脚2.9mm × 1.6mm SOT-23 (DBV) 封装。

特性

  • VIN范围
    • 传统芯片:2.2V至16V
    • 新款芯片:2.5V至16V
  • VOUT范围
    • 传统芯片:1.23V至15.0V
    • 新款芯片:1.2V至15.0V
  • V OUT (典型值)精度
    • 传统芯片:±1%
    • 新款芯片:±0.5%
  • 整个负载和温度范围内的输出精度
    • 传统芯片:±3.5%
    • 新款芯片:±1%
  • 输出电流:高达50mA
  • 低静态电流 I Q (新款芯片)
    • 55µA(I LOAD =0mA时)
    • 350µA(I LOAD =50mA时)
  • 过热电流关断
    • 传统芯片:<1µA
    • 新款芯片:≤0.8µA
  • 输出电流限制和热保护
  • 使用2.2µF陶瓷电容器实现稳定工作(新款芯片)
  • 高PSRR(新款芯片)
    • 1kHz时为70dB,1MHz为42dB
  • 工作结温范围:–40°C至+125°C
  • 5引脚SOT-23 (DBV) 封装

功能框图

稳压器

LP2980-ADJ可调输出LDO稳压器技术解析

一、关键特性亮点:

  • 宽输入范围‌:2.2-16V(旧版本) / 2.5-16V(新版本)
  • 可调输出‌:1.23-15V(旧版本) / 1.2-15V(新版本)
  • 高精度‌:±1%输出电压精度(新版本),全温度范围内±1%精度
  • 低静态电流‌:55μA(空载)至350μA(满载50mA)
  • 低关断电流‌:<1μA(旧版本) / ≤0.8μA(新版本)
  • 高PSRR‌:1kHz时70dB,1MHz时42dB(新版本)
  • 工作温度‌:-40°C至+125°C

二、架构与功能模块

2.1 核心架构

LP2980-ADJ采用标准LDO架构,包含:

  • 误差放大器
  • 带隙基准电压源(1.2V)
  • PNP功率晶体管
  • 反馈电阻网络
  • 过流/过热保护电路

2 引脚功能

引脚名称功能描述
1VIN输入电压(2.2-16V),需外接≥1μF陶瓷电容
2GND接地
3ON/OFF使能控制(高电平有效),悬空时内部下拉
4ADJ反馈引脚,通过外部电阻分压网络设置输出电压
5VOUT输出电压,需外接2.2-4.7μF陶瓷电容(视版本而定)

三、关键参数分析

3.1 电气特性

输出电压精度‌:

  • 参考电压:1.2V(新版本) / 1.225V(旧版本)
  • 线路调整率:3mV(2.5-16V输入变化)
  • 负载调整率:±1%(1mA-50mA负载变化)

压差特性‌:

负载电流典型压差(mV)
1mA7-10.5
10mA40-95
50mA120-150

保护特性‌:

  • 过流保护:130-160mA(稳态短路电流)
  • 热关断:170°C触发,150°C恢复
  • ESD保护:±3000V HBM(新版本)

四、元件选型建议:

  1. 输入电容(CIN) ‌:≥1μF陶瓷电容(X7R/X5R),靠近VIN引脚
  2. 输出电容(COUT) ‌:
    • 旧版本:4.7μF(最小2.2μF),ESR 0.3-1Ω
    • 新版本:2.2μF陶瓷电容
  3. 反馈电阻(R1/R2) ‌:
    • 计算:VOUT = 1.2V × (1 + R1/R2)
    • 建议分压电流≥5μA以减小误差
  4. 前馈电容(CFF) ‌:10pF(改善瞬态响应)

4.2 设计实例

需求‌:12V输入转2.5V/50mA输出

计算步骤‌:

  1. 选择R2=100kΩ
  2. 计算R1:R1 = R2 × (VOUT/1.2 - 1) = 100k × (2.5/1.2 - 1) ≈ 108.33kΩ
  3. 选择标准值:R1=110kΩ
  4. 实际输出电压:VOUT = 1.2 × (1 + 110/100) = 2.52V

五、性能优化技巧

5.1 低噪声设计

  • 使用低ESR陶瓷输出电容(2.2μF X7R)
  • 添加10pF前馈电容(CFF)降低输出噪声
  • 布局时缩短VOUT到ADJ的走线

5.2 热管理

  • 最大功耗计算:PD = (VIN - VOUT) × IOUT
  • 对于12V转2.5V/50mA:PD = (12-2.5)×0.05 = 0.475W
  • 建议PCB铜面积≥100mm²以改善散热

5.3 瞬态响应优化

  • 增加输出电容值(最高200μF)
  • 使用低ESR电容组合(陶瓷+聚合物)
  • 确保反馈环路走线远离高频噪声源

六、版本差异说明

特性旧版本(legacy)新版本(M3)
输入范围2.2-16V2.5-16V
参考电压1.225V1.2V
全温度精度±3.5%±1%
静态电流(空载)60-95μA55-70μA
关断电流<1μA≤0.8μA
最小输出电容4.7μF2.2μF
ESD保护±2000V HBM±3000V HBM

七、应用场景推荐

  1. 工业控制‌:
    • PLC模块电源
    • 智能电表
    • 楼宇自动化控制器
  2. 消费电子‌:
    • 固态硬盘(SSD)
    • 家用电器控制板
    • 便携式音频设备
  3. 特殊应用‌:
    • 低功耗MCU电源
    • 传感器供电
    • 电池供电设备
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