LDO參數(shù)指標淺談

在整個電子產(chǎn)品設(shè)計中，電源部分是整個產(chǎn)品正常運行發(fā)揮最佳性能的基礎(chǔ)。一個復(fù)雜的電源系統(tǒng)，會經(jīng)過多種電壓之間的轉(zhuǎn)換，在我們初始設(shè)計時會比較關(guān)心輸入電壓范圍，輸出電壓值和輸出電流最大是多少，但是否只需要了解這些參數(shù)就夠了呢，顯然不是。

在整個電子產(chǎn)品設(shè)計中，電源部分是整個產(chǎn)品正常運行發(fā)揮最佳性能的基礎(chǔ)。一個復(fù)雜的電源系統(tǒng)，會經(jīng)過多種電壓之間的轉(zhuǎn)換，在我們初始設(shè)計時會比較關(guān)心輸入電壓范圍，輸出電壓值和輸出電流最大是多少，但是否只需要了解這些參數(shù)就夠了呢，顯然不是。

在模擬電路采樣中我們會比較關(guān)心電源輸出紋波和噪聲指標；在數(shù)字電路中并發(fā)式或突發(fā)式電流突變時電壓波動幅度的變化，我們又會關(guān)注瞬態(tài)響應(yīng)指標；在低功耗手持設(shè)備中我們會關(guān)心靜態(tài)電流，轉(zhuǎn)換效率指標，進而要考慮功率耗散和溫升，TJ，封裝等一系列問題，甚至在一些復(fù)雜的系統(tǒng)中我們還會關(guān)注powergood，反接短路保護，EMI/EMC，上下電跟蹤及時序等。

在芯片系列中有線性穩(wěn)壓器(LDO)和開關(guān)電源（DC/DC）。LDO看似簡單，實際非常重要。例如，將負載與不干凈的電源隔離或者構(gòu)建低噪聲電源來為敏感電路供電。LDO電路簡單，只能做降壓，低紋波噪聲，快速瞬態(tài)響應(yīng)。

LDO關(guān)鍵性能參數(shù)

1. 最小壓差

2. 
   

即輸入與輸出之間能夠維持正常工作的最小壓差。VIN=VOUT+Vdropout。芯片的的設(shè)計工藝和結(jié)構(gòu)不同，壓差不同；電流增加溫度升高壓降也會增大。

2. 輸入電壓

我們需要考慮輸入電壓的最高瞬態(tài)值和浪涌電壓來選，通常按照找2倍以上耐壓值取較安全。

3. 輸出電流

實際輸出能力與壓差和電流有關(guān)，手冊中給表示的理想狀態(tài)。實際的輸出能力和壓差及電流相關(guān)。大的輸出電流值散熱問題越嚴重，如果是大電流的應(yīng)用盡量使用開關(guān)電源。

4. 熱阻參數(shù)

TJMAX：芯片內(nèi)核正常工作的最高參數(shù)，該值越高內(nèi)核耐熱性越好，其中?JA和?JC越小越好。

在使用中要確保芯片的內(nèi)核溫度TJ不會超過芯片標定的正常運行最大結(jié)溫。元器件結(jié)溫計算：TJ=TA+θJA·PH。

5. 紋波/噪聲

PSRR衡量電路抑制電源輸入端出現(xiàn)的外來信號（噪聲和紋波），使這些干擾信號不至于破壞電路輸出的能力。在實際場景中越是低頻的噪聲越難抑制。在100 kHz 至 1 MHz 范圍內(nèi)的電源抑制非常重要，因為 LDO 經(jīng)常跟高效的開關(guān)電源配合使用來為敏感的模擬電路供電。

6. 瞬態(tài)響應(yīng)

瞬態(tài)響應(yīng)是指電流階躍變化時的輸出電壓變化。它與電容，控制環(huán)路的增益帶寬和負載電流變化的大小和速率有關(guān)。

它是電源穩(wěn)定性很重要的參數(shù)，不合適可能會導(dǎo)致系統(tǒng)偶發(fā)復(fù)位等現(xiàn)象。

注意事項：LDO的輸出和輸入電容類型和值要選對，否則可能會出現(xiàn)穩(wěn)定性問題。

LDO的結(jié)構(gòu)趨勢

ADI 基于電流基準構(gòu)架的LT3042、LT3045和LT3094系列產(chǎn)品在節(jié)省時間和成本的同時提高應(yīng)用的性能。相比舊的構(gòu)架極大的改善了電壓調(diào)節(jié)能力和瞬態(tài)響應(yīng)。它們的噪聲和PSRR性能不受輸出電壓的影響。

此外，多個器件可以直接并聯(lián)，以進一步降低輸出噪聲，增加輸出電流，并可在PCB上散熱。

LDO 看似簡單實則非常重要，想要運用LDO的最佳性能，需要綜合考慮多種因素。工程師需要了解基本術(shù)語后，有效地使用數(shù)據(jù)手冊信息來確定對于設(shè)計而言最為重要的參數(shù)。

（來源：Cadence楷登PCB及封裝資源中心微信公眾號）