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針對LDO(低壓穩壓器)十個基礎問題詳解

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年02月12日  

1.什么是LDO穩壓器?


LDO低壓差穩壓器(LowDropoutRegulator)是一種經典的穩壓器,相比于傳統三端固定電壓穩壓器,它能實現更小的輸入/輸出壓差。理想情況下LDO能夠提供固定的或是可調節的輸出電壓,不會因時間和溫度而發生變化,并且不受線路與負載變化的影響。


2.LDO的主要選型標準包括哪些?


輸入電壓范圍;輸出電壓,固定或可調節;隨線路、負載和溫度變化的輸出精確度;負載電流需求;壓差;電源抑制比(pSRR);輸出噪聲;靜態電流和關斷電流。


3.輸出旁路電容的值是否會影響LDO的性能呢?


LDO的設計通常為特定值的負載旁路電容而優化。增加負載電容值使其大于推薦值可以改善負載的瞬態響應。然而,當選擇了更大值的輸出電容的時候,也應該相應增加輸入旁路電容的值。請注意:輸入和輸出電容的放置應該盡可能地靠近LDO。


4.哪幾種電容可用作輸入/輸出旁路電容?


任何質量好的陶瓷電容都可以用作旁路電容,只要它們能夠滿足LDO數據手冊上所列的最小電容和最大有效串聯電阻(ESR)技術指標。極力推薦采用X5R或X7R介質的陶瓷電容,因為它們具有很好的溫度穩定性和非常低的電壓系數。


5.LDO的地電流會隨負載電流而改變嗎?


當輸出負載增加時,使用雙極性晶體管作為傳輸元件的設計會呈現更大的地電流變化,可達到負載電流的5%。而基于LDO的MOSFET的功效更佳,因為它的地電流隨負載增加而提升的程度被最小化,一般小于滿負載時的0.1%。


6.什么是電源抑制比(pSRR)?


電源抑制比(pSRR)表示LDO在輸入電壓變化時防止輸出電壓波動的能力。


通常在特定頻率下指定pSRR值,如120Hz下60dB電源抑制比。電池供電系統應當使用LDO,以便能在電池電壓低(即低輸入輸出電壓差)時繼續保持很高的pSRR。


7.如果LDO由開關電源所驅動,高頻開關噪聲能否被抑制?


LDO能夠抑制幾十乃至幾百kHz的輸入噪聲。高頻(1MHz以上)開關噪聲主要通過輸出旁路電容網絡進行抑制;在1MHz以上,LDO的回路帶寬太低以致無法提供任何噪聲衰減。LDO可與傳輸元件、輸出電容網絡與負載形成阻抗分壓器,這能在高頻時提供噪聲抑制。


8.導致LDO輸出噪聲的原因有哪些,該如何降低?


LDO內部的電壓參考是主要的輸出噪聲源。它通常以特定帶寬內的微伏均方根值來表示,比如1至100kHz范圍內的均方根值為25V。這個低電平噪聲大大低于DC/DC轉換器的開關瞬態和諧波。


一些LDO在旁路引腳接一個電容到地以濾除參考電壓噪聲。遵循數據手冊規定的輸入、輸出和旁路電容會令噪聲電平問題迎刃而解。


9.LDO具有最小負載電流要求嗎?


ADI的LDO都沒有要求最小負載電流。


然而,市場上很多競爭性LDO產品的確對最小負載電流有要求,有些甚至達到數mA之高。


10.在LDO選型時需注意的關鍵特性包括哪些?


包括一個用來控制LDO開啟和關斷以節省系統功耗的使能輸入;可編程的軟啟動,在啟動過程中限制浪涌電流、控制輸出電壓上升時間,并實現電壓時序控制;追蹤功能,允許LDO輸出跟隨外部電壓軌或參考電壓;一個旁路引腳,允許外部電容減少輸出電壓噪聲并改善電源抑制;電源良好輸出,用以說明輸出處于穩壓之中;熱關斷,在溫度超出規定水平時關斷LDO;電流限制功能,以控制LDO輸出電流和功耗。


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