適合高效能模擬應(yīng)用的線性電壓穩(wěn)壓器

　　PLL 和 RF 電路的電源需要是低噪聲的電源，才能發(fā)揮最高效能。過濾 LDO 的參考電壓能夠有效獲得低噪聲電源，支持此功能的 LDO 具有旁通引腳，能夠在誤差放大器的參考輸出及輸入之間連接一個(gè)濾波電容器。TPS79101 是這類 LDO 中很好的例子，它在 100Hz 至 100kHz 頻率范圍內(nèi)只會(huì)產(chǎn)生 15mVRMS 的噪聲。

　　FPGA 及處理器這類復(fù)雜的數(shù)字器件有時(shí)會(huì)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)高起動(dòng)電流，當(dāng)供電電壓以緩慢上升的方式啟動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流會(huì)降低。要做到這點(diǎn)，TPS74401這類的 LDO 必須具有整合的軟啟動(dòng)功能，才能讓使用者設(shè)定啟動(dòng)時(shí)電壓上升的速度。

　　復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)需要的另一項(xiàng)功能是電壓追蹤，許多處理器在CORE和I/O電源引腳之間的靜電放電架構(gòu)往往有很大的壓力，這項(xiàng)功能有助于降低這個(gè)壓力。追蹤功能使 LDO 輸出電壓能夠追蹤外部的電源(見圖2)。

　　選用正確的線性穩(wěn)壓器

　　選用線性穩(wěn)壓器時(shí)，必須先考慮需要的輸入電壓范圍、輸出電壓及電流。如果允許輸入電壓接近輸出電壓，務(wù)必確定最低的最小電壓差不會(huì)限制需要的輸入電壓范圍。另外，輸出電壓的準(zhǔn)確性與應(yīng)用所需的準(zhǔn)確性相符也是很重要的。然后確認(rèn)是否需要低噪聲或特殊輸出電容器 (若有必要) 等特定特性，最后，考慮 ENABLE、POWER GOOD 或定序等其它功能?？紤]以上各點(diǎn)可將適用的線性穩(wěn)壓器范圍縮小于特定的需求。

　　此外，選用線性穩(wěn)壓器時(shí)，也必須考慮通常會(huì)忽略的特定應(yīng)用散熱問題。大多數(shù)LDO穩(wěn)壓器都會(huì)指定給溫度上限，以確保運(yùn)作正常。此一上限限制了穩(wěn)壓器能夠在任何特定應(yīng)用中處理的功耗。首先計(jì)算實(shí)際功耗PD，用下式表示(不考慮靜態(tài)電流)：

　　其次計(jì)算允許功耗上限PD(max)，此上限是由下式?jīng)Q定：

　　其中TJ,max是允許溫度上限 [℃]，TA是環(huán)境溫度 [℃]，RqJA 是封裝的給處熱阻抗 [℃/W]。

　　為確保給溫度上限不超過可接受的限制范圍，PD必須小于或等于 PD(max)。

　　功耗產(chǎn)生的熱量是由線性穩(wěn)壓器的封裝及外部散熱器散出。影響散熱能力的因素包括 PCB 設(shè)計(jì)、放置組件的位置、與電路板其它組件的互動(dòng)情況、空氣流通狀況及海拔高度。如需線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的散熱考慮詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱德州儀器應(yīng)用說明事項(xiàng) SLVA118《數(shù)字設(shè)計(jì)人員的線性電壓穩(wěn)壓器及散熱管理指南》。