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[稳压电源]

如何选择LDO(1)——LDO选择要考虑的点

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中国国脚|  楼主 | 2021-7-26 14:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 中国国脚 于 2021-7-26 14:27 编辑

看到这个问题,估计一部分人会想,这个有什么难得,还需要出一篇**吗?

如果在我几年之前,我也可能这么想,因为选择一颗LDO是再简单不过的事情了,如选择一颗输出3.3V的LDO怎么办,那就是AMS1117-3.3啊,简单又好用,还不会烧坏,下面我们来分析一下,是不是这回事。

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选择一颗LDO要考虑哪些点?
首先我们选择一颗LDO之前,先考虑一个问题,为什么要用LDO,难道用BUCK电路不行吗,这个我们在另一篇**中讲解,这里只讲解已经确定要用LDO的情况下。

那么选择一颗LDO,我将从以下几点进行考虑,有不周到的还请大家提出:

1、输入输出电压范围及压差:(Input Voltage、Output Voltage、Dropout Voltage)

这个是我们首先要考虑的,你需要根据整个系统的供电范围选择LDO输出电压范围,然后是LDO的输入电压及输入输出电压之间的压差能否满足,来选择合适的LDO。

2、电压精度:(typical Output Voltage Tolerance)

电压的精度会直接影响输出电压的范围,如果电压精度太差,会导致输出电压一直处于低电压或高电压,影响整个系统的工作。

3、输出电流范围:(Output Current)

考虑了电压范围后,你需要根据负载的大小估算出整个系统的最大工作电流值以及瞬态电流值,来选择合适的LDO。

4、跌落电压范围:(Dropout Voltage)

这个指标在手册中,是根据输出电流的大小,LDO的输出电压会有一定的跌落,如果跌落之后的电压不能满足整个系统的工作是不合适的,因此这个指标在选择时也需要考虑。

5、纹波大小:(ripple voltage)

纹波的大小直接影响到整个系统的工作,但是LDO相对于BUCK 纹波会比较好,这个也是他的优点,但是在参数选择中也需要考虑,并且在电路设计中要尽可能的减小这个纹波(包括输入和输出的)。

6、温度范围:(Temperature)

LDO在工作中,随着温度的升高或降低,输出能力会下降,从而导致整个系统工作的不稳定;LDO相比于BUCK的一个缺点就是,效率低,大部分能量都以热能的方式消耗掉,手册中说能够输出1A的,实际可能也就能输出个400-500mA。好像跑题了,这里考虑温度范围是因为有些产品工作在低极端环境,比如北方黑龙江或者南方外面暴晒的地方,如何LDO不满足温度范围,会导致直接损坏,从而影响整个系统的工作。

7、静态电流:(Quiescent current)

静态电流是指LDO没有输出时,自身消耗的电流,所以在选择时,这部分也需要考虑,因为温度的变化,该电流会增大。

8、地电流:(GND current)

地电流是指LDO有输出时,自身消耗的电流,所以在选择时,这部分也需要考虑,随着输出电流的增大,该部分会增大。

9、负载调整率:(Load Regulation)

又称负载效应,是指输出电压随负载变化的波动,条件是输入为额定电压。电源负载的变化会引起电源输出的变化,负载增加,输出降低,相反负载减少,输出升高。好的电源负载变化引起的输出变化减到最低,通常指标为3%~5%。

Line Regulation(+)=|Vml-Vhl|/Vhl
Line Regulation(-)=|Vhl-Vfl|/Vhl×100%
Line Regulation(%)=|Vml-Vfl|/Vhl×100%
Vml:最小负载时之输出电压
Vfl:满载时之输出电压
Vhl:半载时之输出电压

根据上述公式可计算出负载调整率,负载调整率过大会导致系统工作不稳定,要参考系统工作电源及LDO的负载调整率参数进行选择。

10、线性调整率:(Line Regulation)

又称源效应或电网调整率,是指输出电压随输入电压的线性变化的波动,条件是全满载。(输入电压在额定范围内变化时,输出电压之变化率 )

Line Regulation(+)=(Vmax-Vnor)/Vnor
Line Regulation(-)=(Vnor-Vmin)/Vnor
Line Regulation=(Vmax-Vmin)/Vnor
Vnor:输入电压为常态值,输出为满载时之输出电压.
Vmax:输入电压变化时之最高输出电压.
Vmin:输入电压变化时之最低输出电压.

根据上述公式可计算出线性调整率,线性调整率过大会导致系统工作不稳定,要参考系统工作电源及LDO的线性调整率参数进行选择。

11、电源纹波抑制比:(Power supply ripple regection ratio),简称PSRR

考虑电源纹波抑制比时,一般用于音频电路中。
PSRR = 20log[(Ripple(in) / Ripple(out))]
从上面的式子可以看出,影响输出信号的因素除了电路本身之外,还受到了供电电源的影响。PSRR 是一个用来描述输出信号受电源影响的量,PSRR 越大,输出信号受到电源的影响越小。
普通的系统中,这个参数不会用到,所以这里不做展开。

12、保护机制(短路保护、超温保护):(short-ciruit protection、overtemperature protection )

为了保护系统的工作,需对LDO具备短路保护的要求,以防止LDO短路导致整个系统的损坏;超温保护是指,系统工作在高温情况下,超过了LDO的正常工作温度,导致LDO损坏,具备超温保护的LDO会防止这一点。

13、输入、输出匹配电容:(Input Capacitor、Output Capacitor)

输入、输出的旁路电容,一般手册里面都会有参考,也是经过器件厂家测试得出的,但是我们要根据实际的使用场景对电容大小进行调整。

14、成本、供货周期、供应商:

当你根据上述的条件,选择好了几颗LDO之后,这个时候就要考虑每个LDO的成本,供货周期,他直接涉及到你的产品的交期以及整个 产品的成本;而且选择好一颗LDO后,要至少有2家可供货的供应商,以保证不会断货,还可让财务去压价。

考虑了以上这些点,在选用LDO的时候,你还会随随便便选择吗?

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