线性稳压电源简述.docx

线性稳压电源简述在选择低压降线性调节器(LDO)时，需要考虑的基本问题包括输入电压范围、预期输出电压、负载电流范围以及其封装的功耗能力。但是，便携式应用需要考虑更多问题。接地电流或静态电流(IGND 或 IQ)、电源波纹抑止比(PSRR)、噪声与封装大小通常是为便携式应用决定最佳LDO 选择的要素。1、输入、输出以及降低电压选择输入电压范围可以适应电源的 LDO。表 1 列出了便携式设备所采用的、流行的电池化学物质的电压范围。 在确定 LDO 是否能够提供预期输出电压时需要考虑其压降。输入电压必须大于预期输出电压与特定压降之和，即 VINVOUT+VDROPOUT。如果 VIN 降低至必需的电压以下，则我们说 LDO 出现“压降” 。输出等于输入减去旁路元件的 RDS(on)乘以负载电流。需要注意压降时的性能变化。 驱动旁路晶体管的误差放大器完全打开或者出于 “待发状态”(cocked)，因此不产生任何环路增益。这意味着线路与负载调节很差。另外，PSRR在压降时也会显著降低。2、负载电流要求通考虑负载需要的电流量并据此选择 LDO。请注意：额定电流为比如 150mA 的 LDO可能会在短时间内提供高出很多的电流。请查验最低输出电流限值规范。3、封装与功耗请注意不要超过封装的最大功耗额定值。功耗可以采用 PDISSIPATION=(VIN-VOUT)/(IOUT+IQ)进行计算。一般来说，封装尺寸越小，功耗越小。但是 QFN 封装可以提供极佳的散热性能，这种性能完全可与尺寸是其 1.52 倍的众多封装相媲美。的散热性能，这种性能完全可与尺寸是其 1.52 倍的众多封装相媲美。其他小型封装包括流行的33mm SOT-23、 小型2.132.3 mm SC-70以及亚1毫米高度封装、Thin SOT 及无引线四方扁平封装(QFN)。 由于在下侧采用了能够在器件与 PC 板之间建立高效散热接触的散热垫，QFN 因而可提供更好的散热特性。4、LDO 拓扑与 IQ为了最大化电池的运行时间，需要选择相对于负载电流来说静态电流 IQ 较低的 LDO。例如，考虑到 IQ 只增加 0.02的微不足道的电池消耗，在 100mA 负载情况下，一般采用 200A的 IQ 比较合理。另外， 还需要注意的是， 由于电池放电特性， 某些情况下压降会对电池寿命产生决定性影响。由于碱性电池放电速度较慢，其电源电压在压降情况下可以提供比 NiMH 电池更多的容量。必须在 IQ 和压降之间仔细权衡，以便在电池寿命期间获得最大的容量，因此较低的 IQ 并不能始终保证长电池寿命。需要注意 IQ 在双极拓扑中的表现。IQ 不但随负载电流变化很大，而且在压降情况下会有所增加。另外，需要注意在数据表中对 IQ 是如何规定的。某些器件是在室温条件下规定的，或者只提供显示 IQ 与温度关系的典型曲线。尽管这些情况有用，但是并不能保证最大的静态电流。如果 IQ 比较重要，则需要选择在所有负载、温度和工艺变量情况下都能保证 IQ 的器件，并且需要选择 MOS 类旁路器件。5 输出电容器典型 LDO 应用需要增加外部输入和输出电容器。选择对电容器稳定性方面没有要求的 LDO，可以降低尺寸与成本，另外还可以完全消除这些元件。请注意，利用较低 ESR 的大电容器一般可以全面提高 PSRR、噪声以及瞬态性能。陶瓷电容器通常是首选， 因为它们价格低而且故障模式是断路， 相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。请注意，输出电容器的等效串联电阻(ESR)会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的 ESR，大概为 10 豪欧量级，而钽电容器 ESR 在 100 豪欧量级。另外，许多钽电容器的 ESR 随温度变化很大，会对 LDO 性能产生不利影响。如果温度变化不大，而且电容器和接地之间串联适当的电阻(一般 200m)，可以取代陶瓷电容器而使用钽电容器。需要咨询 LDO 厂商以确保正确的实施。