ADP1740/ADP1741：低输入电压、低 dropout 线性稳压器的卓越之选

在电子设计领域，线性稳压器是不可或缺的组件，它们为各种电子设备提供稳定的电源。今天，我们将深入探讨 Analog Devices 推出的 ADP1740/ADP1741 低 dropout（LDO）CMOS 线性稳压器，了解其特性、应用及设计要点。

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产品特性一览

电气性能卓越

• 输出电流与电压范围：ADP1740/ADP1741 能够提供高达 2A 的输出电流，输入电压范围为 1.6V 至 3.6V，这使得它适用于多种电源场景。
• 低功耗设计：关机电流低至 2μA，有效降低了系统的静态功耗。
• 低 dropout 电压：在 2A 负载下，dropout 电压仅为 160mV，确保了在输入电压接近输出电压时仍能稳定工作。
• 高精度输出：初始精度为 ±1%，在不同的线路、负载和温度条件下，精度仍能保持在 ±2%。

多种输出电压选项

• 固定输出电压（ADP1740）：有 7 种固定输出电压可供选择，范围从 0.75V 到 2.5V，满足不同设备对特定电压的需求。
• 可调输出电压（ADP1741）：通过外部电阻分压器，输出电压可在 0.75V 至 3.3V 之间调节，提供了更大的灵活性。

其他特性

• 高电源抑制比（PSRR）：在 1kHz 和 10kHz 时，PSRR 均达到 65dB，在 100kHz 时为 54dB，有效抑制电源噪声。
• 软启动功能：允许连接外部软启动电容，控制启动时的输出电压斜坡，减少浪涌电流。
• 保护功能齐全：具备电流限制、热过载保护、反向电流保护等功能，提高了系统的可靠性。
• 电源良好指示：通过 PG 引脚，可方便地监测输出电压的状态。

典型应用电路

ADP1740 和 ADP1741 分别有其典型的应用电路。对于 ADP1740，它提供固定输出电压，如 1.5V；而 ADP1741 则可通过外部电阻分压器实现可调输出电压，范围为 0.75V 至 3.3V。这些电路展示了如何正确连接输入、输出电容以及其他外部组件，以确保稳压器的正常工作。

工作原理剖析

ADP1740/ADP1741 内部由参考电压、误差放大器、反馈电压分压器和 PMOS 通晶体管组成。误差放大器将参考电压与输出反馈电压进行比较，并通过控制 PMOS 通晶体管的栅极电压来调节输出电流，从而保持输出电压的稳定。

关键功能解析

软启动功能

软启动功能对于需要控制启动过程的应用非常有用。通过在 SS 引脚连接一个小陶瓷电容，在启动时，0.9μA 的电流源对电容充电，限制输出电压的上升速度，实现平滑的电压斜坡。软启动时间可通过公式 (t{ss}=V{REF}timesleft( C{SS} / I{SS}right)) 计算，其中 (V{REF}) 为 0.5V 参考电压，(C{SS}) 为软启动电容，(I_{SS}) 为 0.9μA。

可调输出电压（ADP1741）

ADP1741 的输出电压可通过连接从 VOUT 到 ADJ 的电阻分压器来设置，计算公式为 (V_{OUT}= 0.5V × ( 1 + R_1 / R_2 ))。为了减少偏置电流引起的误差，建议 R2 的值小于 60kΩ。

使能特性

EN 引脚用于控制稳压器的开启和关闭。当 EN 引脚的电压上升超过激活阈值时，VOUT 开启；当电压下降超过非激活阈值时，VOUT 关闭。EN 引脚具有内置的滞回特性，可防止因噪声引起的开关振荡。

电源良好特性

PG 引脚用于指示输出电压的状态。当稳压器处于关机模式、电流限制模式、热关机模式或输出电压低于标称值的 90% 时，PG 引脚立即变为低电平。在软启动期间，电源良好信号的上升阈值为标称输出电压的 93.5%。

反向电流保护特性

ADP1740/ADP1741 具备反向电流保护电路，可防止电流从 VOUT 流向 VIN。当检测到 VOUT 大于 VIN 时，电路会反转内部二极管的连接方向，使二极管反向偏置，并将 PMOS 通晶体管的栅极连接到 VOUT，从而关闭晶体管。

应用设计要点

电容选择

• 输出电容：建议使用最小 3.3μF、ESR 为 100mΩ 或更小的电容，以确保稳压器的稳定性。较大的输出电容可改善对负载电流变化的瞬态响应。
• 输入旁路电容：在 VIN 引脚和 GND 之间连接一个 4.7μF 的电容，可降低电路对 PCB 布局的敏感性。如果需要更大的输出电容，建议相应增加输入电容。
• 电容特性：推荐使用 X5R 或 X7R 介质的陶瓷电容，避免使用 Y5V 和 Z5U 介质的电容，因为它们的温度和直流偏置特性较差。

欠压锁定

ADP1740/ADP1741 具有内部欠压锁定电路，当输入电压低于约 1.58V 时，会禁用所有输入和输出，确保在电源上电过程中输入和输出的行为可预测。

电流限制和热过载保护

稳压器在输出负载达到 3A（典型值）时会进入电流限制模式，以保护设备免受过载损坏。热过载保护可将结温限制在最大 150°C（典型值），当结温超过该值时，输出将关闭；当结温降至 135°C（典型值）以下时，输出将重新开启。

热考虑

为确保可靠运行，ADP1740/ADP1741 的结温不得超过 125°C。结温可通过公式 (T{J}=T{A}+left{left[left(V{IN}-V{OUT }right) × I{LOAD}right] × theta{JA}right}) 计算，其中 (T{A}) 为环境温度，(V{IN}) 和 (V{OUT}) 分别为输入和输出电压，(I{LOAD}) 为负载电流，(theta_{JA}) 为结到环境的热阻。

PCB 布局考虑

• 输入电容应尽可能靠近 VIN 和 GND 引脚。
• 输出电容应尽可能靠近 VOUT 和 GND 引脚。
• 软启动电容应靠近 SS 引脚。
• 负载应尽可能靠近 VOUT 和 SENSE 引脚（ADP1740）或 VOUT 和 ADJ 引脚（ADP1741）。
• 在面积有限的电路板上，使用 0603 或 0805 尺寸的电容和电阻可实现最小的布局。

订购指南

ADP1740 和 ADP1741 提供多种型号和封装选项，用户可根据具体需求选择合适的产品。同时，还提供评估板，方便用户进行测试和验证。

ADP1740/ADP1741 以其卓越的电气性能、丰富的功能和良好的热性能，成为低输入电压、低 dropout 线性稳压器的理想选择。在设计过程中，合理选择电容、注意热管理和 PCB 布局，将有助于充分发挥其性能，为电子设备提供稳定可靠的电源。你在使用类似稳压器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。