線性穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)述

線性穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)述在選擇低壓降線性調(diào)節(jié)器(LDO)時(shí)，需要考慮的基本問題包括輸入電壓范圍、預(yù)期輸出電壓、負(fù)載電流范圍以及其封裝的功耗能力。但是，便攜式應(yīng)用需要考慮更多問題。接地電流或靜態(tài)電流(IGND或IQ)、電源波紋抑止比(PSRR)、噪聲與封裝大小通常是為便攜式應(yīng)用決定最佳LDO選擇的要素。1、輸入、輸出以及降低電壓選擇輸入電壓范圍可以適應(yīng)電源的LDO。表1列出了便攜式設(shè)備所采用的、流行的電池化學(xué)物質(zhì)的電壓范圍。在確定LDO是否能夠提供預(yù)期輸出電壓時(shí)需要考慮其壓降。輸入電壓必須大于預(yù)期輸出電壓與特定壓降之和，即VIN>VOUT+VDROPOUT。如果VIN降低至必需的電壓以下，則我們說LDO出現(xiàn)“壓降”。輸出等于輸入減去旁路元件的RDS(on)乘以負(fù)載電流。需要注意壓降時(shí)的性能變化。驅(qū)動(dòng)旁路晶體管的誤差放大器完全打開或者出于“待發(fā)狀態(tài)”(cocked)，因此不產(chǎn)生任何環(huán)路增益。這意味著線路與負(fù)載調(diào)節(jié)很差。另外，PSRR在壓降時(shí)也會(huì)顯著降低。2、負(fù)載電流要求通考慮負(fù)載需要的電流量并據(jù)此選擇LDO。請(qǐng)注意：額定電流為比如150mA的LDO可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)提供高出很多的電流。請(qǐng)查驗(yàn)最低輸出電流限值規(guī)范。3、封裝與功耗請(qǐng)注意不要超過封裝的最大功耗額定值。功耗可以采用PDISSIPATION=(VIN-VOUT)/(IOUT+IQ)進(jìn)行計(jì)算。一般來說，封裝尺寸越小，功耗越小。但是QFN封裝可以提供極佳的散熱性能，這種性能完全可與尺寸是其1.5～2倍的眾多封裝相媲美。的散熱性能，這種性能完全可與尺寸是其1.5～2倍的眾多封裝相媲美。其他小型封裝包括流行的3×3mmSOT-23、小型2.13×2.3mmSC-70以及亞1毫米高度封裝、ThinSOT及無引線四方扁平封裝(QFN)。由于在下側(cè)采用了能夠在器件與PC板之間建立高效散熱接觸的散熱墊，QFN因而可提供更好的散熱特性。4、LDO拓?fù)渑cIQ為了最大化電池的運(yùn)行時(shí)間，需要選擇相對(duì)于負(fù)載電流來說靜態(tài)電流IQ較低的LDO。例如，考慮到IQ只增加0.02％的微不足道的電池消耗，在100mA負(fù)載情況下，一般采用200μA的IQ比較合理。另外，還需要注意的是，由于電池放電特性，某些情況下壓降會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生決定性影響。由于堿性電池放電速度較慢，其電源電壓在壓降情況下可以提供比NiMH電池更多的容量。必須在IQ和壓降之間仔細(xì)權(quán)衡，以便在電池壽命期間獲得最大的容量，因此較低的IQ并不能始終保證長(zhǎng)電池壽命。需要注意IQ在雙極拓?fù)渲械谋憩F(xiàn)。IQ不但隨負(fù)載電流變化很大，而且在壓降情況下會(huì)有所增加。另外，需要注意在數(shù)據(jù)表中對(duì)IQ是如何規(guī)定的。某些器件是在室溫條件下規(guī)定的，或者只提供顯示IQ與溫度關(guān)系的典型曲線。盡管這些情況有用，但是并不能保證最大的靜態(tài)電流。如果IQ比較重要，則需要選擇在所有負(fù)載、溫度和工藝變量情況下都能保證IQ的器件，并且需要選擇MOS類旁路器件。5輸出電容器典型LDO應(yīng)用需要增加外部輸入和輸出電容器。選擇對(duì)電容器穩(wěn)定性方面沒有要求的LDO，可以降低尺寸與成本，另外還可以完全消除這些元件。請(qǐng)注意，利用較低ESR的大電容器一般可以全面提高PSRR、噪聲以及瞬態(tài)性能。陶瓷電容器通常是首選，因?yàn)樗鼈儍r(jià)格低而且故障模式是斷路，相比之下鉭電容器比較昂貴且其故障模式是短路。請(qǐng)注意，輸出電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)會(huì)影響其穩(wěn)定性，陶瓷電容器具有較低的ESR，大概為10豪歐量級(jí)，而鉭電容器ESR在100豪歐量級(jí)。另外，許多鉭電容器的ESR隨溫度變化很大，會(huì)對(duì)LDO性