LDO功耗計算


低壓差線性穩壓器功耗主要是輸入電壓,輸出電壓以及輸出電流的函數。下列方程式可用來計算最惡劣情況下的功耗:

  PD=(VINMAX- VOUTMIN )ILMAX。其中:PD = 最惡劣情況下的實際功耗,VINMAX = VIN 腳上的最大電壓,VOUTMIN = 穩壓器輸出的最小電壓,ILMAX = 最大( 負載) 輸出電流。

  最大允許功耗(PDMAX) 是最大環境溫度(*AX), 最大允許結溫(TJMAX) (+150°C) 和結點到空氣間熱阻(θJA) 的函數。對於安裝在典型雙層FR4 電解銅鍍層PCB板上的5引腳SOT-23封裝器件:TLV73312PQDBVRQ1,其R(θJA)約為198.3°C/Watt。

  PDMAX=(*AX- TJMAX) / RθJA

  VINMAX = 1.75V +10%,VOUTMIN = 1.2V - 2.5%,ILOADMAX = 300mA,TJMAX = +150°C,*AX = +85°C

  實際功耗PD=226mW,最大允許功耗: PDMAX= 327mW.

  在低壓差線性穩壓器(LDO)的使用過程中一定要注意合理分配LDO實際功耗,不要超過他的最大功耗。以影響系統的穩定性。

 

/* 如何選擇 LDO? */

1. 輸入電壓
最小的輸入電壓 VIN 必須大於 VOUT + VDO。需要注意,這與器件 Datasheet 中所給出的輸入電壓最小值無關。


2. 效率
在忽略 LDO 靜態電流的情況下,可以采用 VOUT / VIN 式子來計算效率。


3. 功耗
可以根據公式 PD = (VIN - VOUT) * IOUT 計算。這里 PD 與器件封裝類型、環境溫度(TA)和器件最大結溫(TJMAX)密切相關。如果功率耗散較高,同時又苛求較高的效率,那么應優先考慮選擇降壓型 DC/DC 穩壓器。


4. 輸出電容器
輸出電容器的 ESR 對於器件的穩定性來說至關重要。有的 LDO 聲明采用具有較高 ESR 的鉭電容器,那么一定不要選用極低 ESR 的陶瓷電容器。然而有的 LDO 能夠在未采用輸出電容器或者只采用了低 ESR 的陶瓷類型的輸出電容器,穩定性就可以保證。曾經看到有的資料據此認為,“可以確認,可在采用任何類型的輸出電容器的情況下具有穩定的工作特性。”---這點我一直不敢苟同,實在值得商榷。作為設計人員,應嚴格按照具體 LDO 器件的 Datasheet 選擇最為合適類型的輸出電容器。


5. 反向泄漏保護
在某些 LDO 的輸出端上的電壓高於輸入端的電壓的特殊應用中,反向泄漏保護可以有效防止電流從 LDO 的輸出端流向輸入端。如果忽視這點,這種反向泄漏會損壞輸入電源,特別是當輸入電源為電池的時候,尤其需要重視。


6. RF、音頻的應用

如果負載端為 RF、音頻或其他對噪聲敏感的應用,那么應選擇具有高電源紋波抑制(PSRR)的 LDO,以實現對輸入電源的抗噪性,以及低輸出噪聲(〈50uVms)。有的 LDO 具有一個用來增加電容以降低輸出噪聲的旁路(BP)引腳,亦可起到一定作用。

 


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